高凤达化肥厂生产实习报告(1)

吉林工业职业技术学院

顶岗实习报告

实习单位：中化化肥有限公司长山分公司

系（部）：化工机械系

专业：焊接技术及自动化班级：3091 学生姓名：高凤达学号：34

学院指导教师：陈秀萍

实习时间：2011年 11月2日至2012年 6月30日

对于生产实践能力要求很高的技术工作，去工厂认识实习与生产实习是我学习过程中必不可少的部分，我们工科学生的生产实习是理论联系实际、培养高级工程技术人才、为后续专业课学习打下感性认识基础的非常重要的实践环节。在工厂的“身临其境”让我们褪去了书本的束缚，真正的把理论联系到实际，在机械的轰鸣声中，在空气中弥漫的淡淡尿素味道里，在看到工厂的工人师傅认真生产，一丝不苟的表情时，我对这项工作有了更多的理解和体会。通过对化工厂工艺流程和主要机械设备的实习，了解化工生产的概况和主要机械设备的作用和主要结构，为后续更好的工作打下了基础，提高了我们运用所学知识观察和分析实际问题的能力。

前言 (1)

目录 (2)

一、实习单位简介 (3)

二、岗位工作内容一安全学习 (3)

三、岗位工作内容二氨的合成 (4)

1合成氨概述 (4)

2原料气的制备： (4)

3脱硫工段： (5)

4碳化工段 (6)

5净化合成气的压缩与氨的合成： (7)

6脱碳工艺： (8)

7合成氨工艺 (11)

四、岗位工作内容三尿素的合成 (14)

1尿素的基本性质 (14)

2尿素合成的基本原理 (15)

3尿素合成工艺条件的选择 (17)

4未反应成尿素物质的分离和回收 (17)

5尿素的加工 (18)

6工艺流程介绍 (18)

7尿素合成工艺流程图 (18)

8尿素合成基本流程： (18)

9尿素生产工艺条件 (20)

五、实习心得体会 (21)

参考文献 (23)

一、实习单位简介

2008年12月30日，中化化肥有限公司全面完成对吉林化肥农药集团的收购重组，企业更名为中化吉林长山化工有限公司（简称“中化吉林长山”），中化化肥持股90.81%。中化吉林长山的前身是吉林省长山化肥厂，始建于1969年，地处吉林省松原市前郭尔罗斯蒙古族自治县境内的长山镇。公司年生产能力为合成氨18万吨、尿素30万吨、复混肥40万吨，是吉林省最大的化肥生产企业。公司曾先后获得“全国守合同重信用企业”、“吉林省模范集体”等荣誉，其主导产品“长山牌”尿素、复混肥曾多次获得“农民信得过产品”、“吉林省用户满意产品”、“吉林省名牌产品”等称号。“长山牌”商标是吉林省著名商标。另外，年产3000吨的吗啉装置处于国内领先水平，产品质量国内一流。

吉林长山化肥集团公司位于吉林省松原市，地处松嫩平原，系吉林省50户重点企业之一，于1976年1月建成投产，是吉林最大的优质氮肥、复合肥生产企业。吉林长山化肥集团现有五个子公司、五个分公司，拥有资产总值9.2

亿元，现有员工2372人，其中专业技术人员714人，1999年实现销售收入2.8亿元，上缴税金749万元，实现销售收入2.8亿元，上缴税金749万元，实现利润273万元。主营产品：合成氨15万吨/年、尿素25万吨/年，多元素高浓度复合肥50万吨/年、吗啉1000吨/年，塑料编织袋1500万条/年，液体二氧化碳1.2万吨/年,液体氧气40000m3 /年,液体氩气6000m3/年,智能仪表800台(套)/年，碳黑，年销售额5亿元。吉林长山化肥集团现有五个子公司、五个分公司，拥有资产总值9.2亿元，占地面积1377.47万平方米，现有员工2372人，其中专业技术人员714人。

二、岗位工作内容一安全学习

1准备工作

2010年3月5日，我们在中化化肥有限公司的会议堂中进行了下厂前的安全教育。由工厂的资深工程师为我们做了工厂劳动保护、安全技术、放火、防爆、防毒以及保密等内容的安全生产教育。

此化工厂的生产为高温、高压、易燃易爆的高危企业。原料化肥生产中的氨气、CO属有毒气体，H2易燃易爆，液氨有毒，若不做好有效地安全防范工作，

很容易发生事故。

1、注注意着装，不能披散长发，不能戴首饰，不穿高跟鞋。

2、严禁碰阀门，仪表，按钮。

3、班前4小时内禁止饮酒，工作中禁止吸烟。

4、注意环保，保持工厂的环境卫生。

5、分批进入车间，不要妨碍正常生产操作。

6、出现事故迅速撤离至下风处。

三、岗位工作内容二氨的合成

1合成氨概述

合成氨工业诞生于本世纪初，其规模不断向大型化方向发展，目前大型氨厂的产量占世界合成氨总产量的80%以上。氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。

合成氨反应式如下：

N2+3H2≈2NH3

2原料气的制备：

以天然气为原料和燃料，在铁锰脱硫剂和氧化锌脱硫剂的作用下，将天然气中的无机硫和有机硫脱除到0.5ppm以下，配入一定量的水蒸汽和空气分别在一、二段转化触媒和一定温度条件下将甲烷转化为氢气，制取合成氨所需的氢气和氮气，在一定的温度和变换触媒的催化作用下，使CO变换成CO2和H2，为尿素车间提供富余的中间蒸汽，同时净化碳化气体中残余的CO2和CO，为后工段输出合格的原料气和净化气（其中CO和CO2的含量<25ppm）。

由界区外供给合成氨装置用作原料和燃料的天然气，其压力为3.5kg/cm2G。把天然气引入进料分离罐144-F中，把天然气夹带的液态烃分离掉，后气流流经过滤器102-LA或102-LB，除去悬浮的固体杂质，从过滤器出来的天然气分成两股，一股作为转化炉的原料天然气，另一股作为合成氨装置的燃料天然气。经计

量的原料天然气在原料气压缩机102-J的一段缸中压缩后，与一股来自合成气压缩机吸入罐104-F的富氢合成气循环气混合。

3脱硫工段：

3.1主要设备特点

（1）脱硫槽

工厂使用中石油提供的天然气含硫量比较高，合成氨原料气中的硫化物主要以硫化氢的形式存在，含量其次的是COS、CS2和有机硫化物等。因为硫能使合成氨的铁基催化剂及变换和甲烷化的催化剂中毒，因而需要在变换和甲烷化工序之前设置脱硫工序将之除去。

工厂采用了氧化锌，氧化锰及加氢来脱硫。混合气体在有氢气的条件下在加氢转化器中转化为无机硫，加氢转化器直径约为2m，全高约14米，催化剂分为两层，每层高4m。下层的下边和上层的上边各铺一层氧化铝球作为过滤和分布气流之用。所有的无机硫在脱硫槽中与氧化锌脱硫剂反应生成硫化锌被除去。氧化锌脱硫槽是立式圆筒形容器，脱硫剂分为两层，上下都有氧化铝球层，槽上部设有气体分布器，下部有集气器。

有机硫转化为无机硫时温度一般控制在340℃-400℃；一般氢气与有机硫化物摩尔比为250：1-1000：1；压力一般为0.6-3.8Mpa；空间速度一般选用空速范围为500-1500h-1.无机脱硫时升温对脱硫有利，但不能太高，温度一般控制在小于400℃；汽/气比应该小于0.3；较低空速，400h-1。

（2）甲烷化装置

甲烷化炉为圆筒形立式设备，由于甲烷化炉内气体氢的分压较高，而且有时会发生超温事故，故壳体采用低合金钢制成。催化剂上下层都有氧化铝球层和钢丝网，以免气体将催化剂层吹翻，同时增大阻力利于气体分布。为防止催化剂过热，准确掌握催化剂的温度变化，在催化剂层不同平面设有热电偶温度计套管。

（3）一二段炉

工厂是中型化工厂，所以转化炉和大型化工厂的转化炉有所不同，为双一段转化炉。一段转化炉内有156根转化管，在底部变径后引出。因为

炉内温度很高，在停产时容易产生热胀冷缩，为了防止热胀冷缩带来的危害，变径后的转化管做成弯形并悬挂与炉下方。一段炉通过燃烧天然气进行加热，加热后的废气进入换热设备放出余热对进入反应器的气体和软水预热，温度下降达到放空条件后放空。经过脱硫后的反应气60%进入一段炉40%进入换转炉。换转炉利用二段出口高温气体余热（夹套加热）进行加热。换转炉结构特点是炉拱填装镍触媒，在拱与触媒之间摆有耐火球，炉拱，篦子板和耐火球是为支撑触媒和是气体能在触媒层均匀分布而设计的。触媒层有热电偶测温点三个（上层两个，下层一个），下部有压力表管一个。二段转化炉的壳层为耐火砖，中间无有管道。

4碳化工段

4.1碳化工段的基本流程及特点

有造气车间转化岗位中低变工序送来的（压力≤0.85MPa，CO2含量为17%）低变气从碳化主塔底部进入塔内，气体由下而上与塔顶加入的副塔液逆流鼓泡吸收大部分CO2，含CO25%～10%的尾气从塔顶导出，经碳化副塔底部进入塔内，与塔顶加入的浓氨水进一步逆流吸收，使CO2含量降至≤1.6%，尾气由塔顶导出，有固定副塔底部进入塔内，与塔顶加入的浓氨水或回收塔稀氨水进一步逆流吸收，使CO2降至小于等于0.4%，NH3≤20g/m3气体从尾气管导出再从回收段底部进入回收清洗塔，与由清洗塔顶部加入或回收塔加入的软水再次逆流吸收，去除气体中所含的NH3和CO2使CO2含量≤0.2g/m3气体由清洗塔顶部尾气管导出，经汽水分离器出去后，然后送压缩机三段压缩。

由吸收送来的浓氨水经加压至1.0～1.2Mpa,由副塔顶部加入塔内，与碳化主塔出口气中的CO2反应生成碳酸铵溶液，再用泵从塔底抽出，加压至1.4～1.6Mpa, 由碳化主塔顶部加入塔内，进一步吸收变换气中的而生成碳酸氢铵悬浮液，由塔底部取出送稠厚器供离心机分离。

由于反应时放出大量热量，碳化塔内设冷水箱，用河泵送来压力为

0.05-0.10Mpa的冷水控制碳化温度。

由软水岗位送来的0.7-1.2Mpa软水，由顶部加入清洗塔内，清洗塔气体中的氨后，经回收塔顶部与清洗塔底部的溢流管由回收塔顶部进入回收塔内。清洗回收固定副塔出口气中的NH3和CO2后，生成的稀氨水一部分由回收塔底部抽出，加压至0.8～1.2Mpa，由固定副塔顶部加入塔内吸收副塔出气中的NH3和CO2后，稀氨水压往吸收。回收清洗塔另一部分稀氨水加压至0.8～0.9Mpa，送往洗氨塔吸收合成驰放气中的氨后，通过自动气动薄膜阀，压往吸收母液贮槽或稀氨水贮槽。

在碳化工段中，主塔与副塔是相对的。因为在工作8小时后，主塔与副塔要对换一次，在主塔中，有大量的碳氨晶粒存在，容易在主塔壁上沉淀下来，时间过长后，容易造成堵塞。而在副塔中，有浓氨水喷入，因而对换后，主塔变为副塔，在其中由浓氨水，可以清洗壁上的沉淀。主塔和副塔结构上是一样的没有什么区别

5净化合成气的压缩与氨的合成：

净化后的合成气中含有氢气和氨气，在大约29.9kg/cm2G的压力和37C 的温度下送至合成气压缩机103-J的进口。此合成气压缩机是一蒸汽透平驱动的二缸，段间冷却离心式压缩机，二段缸内有一分隔开的循环叶轮。

经一段缸压缩后的合成气在段间冷却器116-C中被冷却水冷却，然后在段间氨冷器129-C中被氨冷降温，氨冷后的合成气补充气中冷凝下来的水，在段间分离罐105-F中分离出去，分离器顶部设有一根管线可以把气体回流至压缩机一段缸。分离器底有一根管线可以把合成气中分离出来的水返回至合成气压缩机进口罐104-F，以调节其液位。用段间冷却器和氨冷器冷却去压缩机二段缸的气体，以获得最佳的体积效率，并保证去压缩机的气体不带水，除水步骤能延长合成塔内催化剂的使用寿命，并能获得高纯度的产品氨。

6脱碳工艺：

6.1基本原理

MDEA(N-Methyldiethanolamine) 即N-甲基二乙醇胺，分子式为：

3222()C H N C H C H O H -分子量119.2，沸点246℃-248℃，闪点260℃，凝固点

-21℃，汽化潜热519.16KJ/Kg ，能与水和醇混溶，微溶于醚。在一定条件下，对二氧化碳等酸性气体有很强的吸收能力，而且反应热小，解吸温度低,化学性质稳定,无毒不降解。纯MDEA 溶液与CO 2不发生反应，但其水溶液与CO 2可按下式反应：

223C O H O H

H C O +-+=+① 2323H R C H N R C H N H +++=②

式①受液膜控制，反应速率极慢，式②则为瞬间可逆反应，因此式①为MDEA 吸收CO 2的控制步骤，为加快吸收速率，在MDEA 溶液中加入1%-5%的活化剂DEA （ '2R N H ）后，反应按下式进行：

''222R N H C O R N C O O H

+=③ ''''22322233R N C O O H R N C H H O R N H R C H N H H C O -++=++ ④

③+④：

''2322233R N C H C O H O R C H N H H C O -++=+⑤

由式③-⑤可知，活化剂吸收了CO 2，向液相传递CO 2，大大加快了反应速度，而MDEA 又被再生。

工艺流程图

图3-1 工艺流程图

工艺流程

变换气经过三段加压到1.8 Mpa，温度小于40℃，由进口阀导入，经变换气分离器分离油水后进入吸收塔低部。在塔内与半贫液，贫液逆流接触，被吸收CO2后，由塔顶引出。出塔顶的气体被净化器冷却器冷却，再经净化器分离器分离出水分，温度小于40℃，气体中CO2≤0.2%，经净化器出口阀到甲烷化工序。

吸收塔内吸收CO2的MDEA溶液称为富液，温度约80℃、1.8 Mpa，经减压阀减压到0.4 Mpa，经过富液预热器预热后进入常压解析塔的顶部，解析出CO2 后从塔底出来的被称为半贫液，约2/3的半贫液到半贫液冷却器降温后经过泵加压到2.2 Mpa进入吸收塔中部吸收CO2，约1/3的半贫液被常压泵加压到0.6 Mpa，经调节阀进入溶液过滤器。过滤完机械杂质后流入溶液换热器管内，

出溶液换热器（94℃）进入气提塔上部，解析出部分CO2后溶液从中部出来流入溶液再沸器，在蒸汽作用下，出再沸器温度升高到113℃的气液混合物，再次进入气提塔下部，溶液中CO2几乎全部解析，从气提塔底部出来的溶液被称为贫液，温度为113℃进入溶液换热器管间与半贫液换热，降温到93℃进入贫液冷却器管间，被水冷却后的贫液控制在60℃，由贫液泵加压到2.4 Mpa 经调节阀送到吸收塔顶部吸收CO2。

从气提塔顶部出来的102℃压力0.05Mpa 的在生气被称为汽提气，进入常压解析塔顶部，在常压解析塔与富液解析出来的气体一道从顶部出来，称为再生气。再生气进入再生气冷却塔后冷却后，在进入再生气分离器分离水分，分离后的再生气CO2≥98%温度≤40℃压力5-10kpa ，送入尿素生产车间做为尿素的原料。

苯菲尔溶液吸CO2的化学反应

活化钾碱溶液接化学反应吸收二氧化碳，二氧化碳经水合成碳酸，它再与一个碳酸根离子反应，生成重碳酸根离子，其反应式如下：

3323232222KHCO CO K CO H CO

H O H CO →+→+

苯菲尔系统具有的优点包括：

提高反应速度，导致所需再生热耗量少

采用无挥发性的洗涤介质；使氢损失大大减少；

投资费用和操作费用低

7合成氨工艺

7.1合成氨工艺的流程

1、分流进塔：反应气分成两部分进塔，一部分经塔外换热器预热，依次进入塔内换热管、中心管，送到催化剂第一床层，另一部分经环隙直接进入冷管束，两部分气体在菱形分布器内汇合，继续反应，这样使低温未反应气直接竟如冷管束，稍加热后，作为一、二段间的冷激气，从而减少冷管面积和占用空间，提高了催化剂筐的有效容积，并强化了床层温度的可调性。同时仅有65~70%的冷气进入塔内换热器和中心管，减轻了换热器负荷，因而减少了换热面积，相对增加了有效的高压容积，也使出塔反应气温度提高（310~340℃），即回收热品位提高。气体分流进塔还使塔阻力和系统阻力比传流程小。

2、进塔外换热器的冷气不经环隙，这样温度更低，使进水冷器的合成气温度更低（约75℃左右），提高了合成反应热的利用率，降低了水冷器的负荷和冷却水的消耗。

3、水冷后的合成气直接进入冷交管间，由上而下边冷凝边分离，液氨在重力和离心力的作用下分离，既提高了分离效果，又减小了阻力。

4、塔后放空置于水冷、冷交后，气体经连续冷却，冷凝量多，因此气体中氨含量低，惰气含量高，故放空量少，降低了原料气消耗。

5、塔前补压：循环机设于冷交之后，气体直接进塔，使合成反应处于系统压力最高点，有利于反应，同时循环机压缩的温升不消耗冷量，降低了冷冻能耗。

6、设备选用结构合理，使消耗低，运行平稳，检修量减少，工艺趋于完善。

7、选用先进的自控手段，如两级放氨，氨冷加氨，废锅加水，系统近路的控制，均用了DCS计算机集散系统自动化控制，冷交、氨分用液位检测采用国内近几年问世的电容式液位传感器等新技术使操作更加灵活、平稳、可靠，降低了操作强度。

合成氨工艺流程图

图3-2 合成氨工艺流程图

7．2氨合成工艺条件

（1）温度：

合成塔壁≤150℃

进塔主气流175℃-185℃

分流气出塔150℃-160℃

零米360℃-380℃

一段热点460℃-470℃

二段进口400℃-430℃

废锅进口310℃-340℃

废锅出口190℃-200℃

水冷进口≤75℃

水冷出口≤30℃

氨冷出口0—5℃

（2）压力：

系统压力≤31.4 Mpa

输氨压力≤1.9 Mpa

放氨压力≤2.55 Mpa

氨蒸发压力≤2.45 Mpa

废锅蒸汽压力≤1.3 Mpa

总回收压力：0.4-0.7 Mpa （3）气体成分：

补充气CO+CO2≤20PPm

进塔H2/N2 2.0-2.8

进塔CH 4+Ar 20%

进塔NH 3%： ≤2.5%

7.3氨的净化和输送

由合成车间液氨仓库经液氨升压泵加压后的原料液氨，压力大于2/20cm kg （表压），温度约<20C ?直接送入尿素生产车间27米楼面的液氨过滤器，进入液氨缓冲槽原料室。

来自一段循环系统冷凝器回收的液氨，自氨冷凝器A 、B 流入液氨缓冲槽的回流室，其中一部分液氨正常为60%，作为一段吸收塔回流液氨用，而其余液氨经过液氨缓冲槽的中部溢流隔板，进入原料室与新鲜原料液氨混合后一起至高压氨泵，这样可使液氨保持较低的温度以减少高压氨泵进口氨气化。氨缓冲槽压力维持在2/17cm kg 左右，设置在高为23米平面上，是为了具有足够的压头，使液氨回流进入一段吸收塔，同时也为了保证高压氨泵所需要的吸入压头。氨缓冲槽原料室的液氨，进入高压氨泵（单动卧式三联柱塞泵、打液能力为每台hr M /243，反复次数180次/分、电动机250KW 、三台高压氨泵一台备用）将液氨加压

四、岗位工作内容三 尿素的合成

1尿素的基本性质

尿素的化学命名为碳酸铵，分子式是()22NH CO .尿素是无色，无嗅，无味

的针状或棱柱状结晶，工业产品为白色，含氮量为46.6%，分子量为60.04。

熔点：132.7℃

重度：20℃-40℃,1,3353/cm g （固体），1.43/cm g （粒状）。

比重变化量：每1℃ 0.000208

假比重：0.52-0.643/cm g ,0.7-0.753/cm g （粒状）

溶解度：易溶于水和液氨中，稍溶于甲醇、苯中，不溶于三氯甲烷、醚类中。 温度在30℃以上，尿素在液氨中溶解度较水中的溶解度大。

2尿素合成的基本原理

用氨和2CO 合成尿素的反应，通常认为是按以下两个步骤，在合成塔内连续

进行：

第一步：氨与2CO 作用生成氨基甲酸铵

124232Q COONH NH CO NH +=+

第二步：氨基甲酸铵脱水生成尿素

()222224Q O H NH CO COONH NH -+=

这两个反应都是可逆反应，反应（1）是放热反应，在常温下实际上可以进行到底，在1003/cm kg 、150℃时，反应进行的很快、很完全，为瞬时反应，而反应（2）是吸热反应，进行的比较缓慢，且不完全，这就使其成为合成尿素的控制反应。

实验证明，尿素不能在气相中直接形成，固体的氨基甲酸铵加热时尿素的生成速度比较慢，而在液相中反应才较快。所以，尿素的生产过程要求在液相中进行，即氨基甲酸铵必须呈液态存在。温度要高于熔点145-155℃，因此，决定了尿素的合成要在高温下进行。

氨基甲酸铵是个不稳定化合物，加热时很容易分解，在常温下60C ?就可以完全分解，制取尿素时为了使氨基甲酸铵呈液态，采用了较高温度，所以必需采用高压。由上可知，合成尿素的反应的基本特点是高温、高压下的液相反应，并且是可逆放热反应。

3尿素合成工艺条件的选择

（1）过剩氨

过剩氨是比较24CO NH 和化学反应量所多的氨，常以百分率表示，或

24/CO NH 表示。过剩氨可以使反应的平衡趋向生成尿素的一方，使产率提高。

过剩氨也可以合成速度加快，提高尿素产率，过剩氨的存在，可与系统中的水结合，从而降低了水的浓度，抑制了副反应的发生。

()()O

H CO NH HCO NH NH HCO NH CO NH CO NH

O H COONH NH 224423

424224224++→+→→+ 过剩氨的存在，带走了一部分氨基甲酸铵的生成热，不仅有利于反应平衡趋向生成尿素的方向，提高尿素产率，而且有利于维持塔内反应的自热平衡，简化了合成塔的结构，过剩氨的存在，抑制了氢酸和氢酸氨的生成，降低了对合成塔的腐蚀。但过剩氨的存在也带来一些不利影响：

过剩氨的增加过大，二氧化碳转化率增加率也逐渐增加，并且提高了合成塔内反应系的平衡压力：

过剩氨的增加，会破坏反应物的自然平衡，为维持合成塔内顶定温度，就必须提高浓氨预热温度；

过剩氨的增加，会是反应混合物的比重下降，所需反应釜的容积加大，处理未生成尿素的反应物的设备也更大，动力消耗增加。

因此，在尿素水溶液全循环法中23/CO NH 比一般在3.5-4.1。

（1） 水份

水是尿素合成过程中的产物，水存在可以降低氨基甲酸铵的熔点，有利于尿素的合成，氨基甲酸铵可以溶解在水中，故可以消除氨基甲酸铵的堵塞现象。

但是从化学反应平衡考虑，过量水的存在阻止合成反应向着生成尿素的方向移动，促进氨基甲酸铵水解等付反应的进行。造成CO2转化率的下降，甚至引起合成与分解的操作条件恶性循环，水的存在也使合成塔腐蚀加剧。因此在水溶液全循环中，正常生产时避免向合成塔内送水，在过剩氨回收和液相循环中，也应力求减少水分进入合成塔，在工业生产中进行合成塔物料22/CO O H 为1/0.65。

（3）2CO 的纯度

2CO 的纯度低，不仅会降低2CO 的转化率，而且会造成合成塔的腐蚀，生产

实践证明2CO %在86-100%时，纯度每下降1%2CO 的转化率下降0.6%左右。因此

生产中过顶二氧化碳的纯度要在98%以上。

（2） 温度和压力

温度越高尿素达最大产率的时间越短，即反应速度越快，合成塔的生产强

度也就提高，但温度越高，尿素产率的提高逐渐减慢，同时反应温度的提高也必须使合成系统的平衡压力提高，腐蚀速度增加，为保证尿素在液相中生成和一定的反应速度，对设备制造和防腐问题，合成塔的操作温度控制在185-190℃为宜。 合成塔的操作压力，必须大于操作条件下的平衡压力，否则会使氨基甲酸铵离解，溶液中氨气化，转化率下降，但操作压力过高，会使动力消耗增加，设备制造强度加大。因此合成塔的操作压力高于其操作条件下平衡压力10-30气压较好。

4未反应成尿素物质的分离和回收

在合成塔中23/CO NH 比为4时，约有65%的2CO 和33%的氨转变成尿素，其

余的氨和二氧化碳则以氨基甲酸铵，游离二氧化碳和游离氨的形式存在于合成后尿素熔融物种，这部分物质必须同尿素分离，以便循环利用。

为了把未反应生成尿素的23CO NH 和从尿水熔融物分离出来，一般采用逐段

降压和提温的方法，有利于23CO NH 和的溜出，但压力的选择，还必须考虑到，

23CO NH 和的回收，为年度的控制还必须考虑到高温对设备的腐蚀，温度和压力

的选择都不宜太高太低。

为了把分离出来的23CO NH 和回收，通常是在不同温度，不同压力，是用水

和氨水，把23CO NH 和吸收，生成甲胺和氨水，然后返回尿素合成塔。

5尿素的加工

尿素水溶液在加热过程中其热稳定性较差，在溶液加热达到一定温度以上就可能发生尿素水解反应和缩二脲的生成反应，其反应如下：

2NH 2CONH 2 = NH 2CONHCONH 2+NH 3

NH 2CONH 2+2H 2O = （NH 4）2CO 3 = 2NH 3+ CO 2+H 2O

两个副反应由于受温度、加热时间、溶液面上气氨分压等因素的影响。因此，尿液蒸发过程的操作压力越低，相应饱和尿液浓度就越高，如果达到相同浓度，蒸发压力高，相应所需温度也高。

为减少副产物的生成，避免出现结晶困难的问题，通常采用两段蒸发流程：

一段蒸发的目的是在较低的压力下首先蒸发掉大量的水，然后在更低的压力下进行二段蒸发，已达到最后的浓度，两端蒸发的分界线是根据传热温差和冷却水温度而定的。

6工艺流程介绍

其生产工艺流程特点是采用了二段分解、三段吸收、二段蒸发、自然通风的造粒流程，设计中未考虑解析系统，碳化氨水送碳氨母液槽。本流程分为压缩、合成、分解系统、循环系统、蒸发造粒四个生产过程，整个生产为单系统生产。

7.尿素合成工艺流程图：

图4-1 尿素合成工艺流程图

8尿素合成基本流程：

来自脱碳工段的二氧化碳经压缩机加压后达到1.6MPa压力，进入尿素合成塔。从氨库来的液氨进入氨储罐，经氨泵加压至2MPa，预热后进入甲胺喷射器作为推动液，将来自甲胺分离器的甲胺溶液增压后混合一起进入尿素合成塔。尿素合成塔内温度为186℃-190℃，压力为20MPa左右。出合成塔的合成液中含有尿素、氨基甲酸铵、过剩的氨和水。通过压力控制阀减压并进入预分离器，与一分加热器来的热气体逆流接触，进行传质传热，使液相中部分氨基甲酸铵分解进

入气相。同时，气相中的水蒸气部分冷凝。出预分离器的液体进入一分离器加热器减压，使液体中的氨基甲酸铵分解。一分塔出口液体中氨基甲酸铵含量已经大大降低，再通入二分塔进一步减压，气液分离后，液体经减压调节阀进入闪蒸槽和一蒸器（一段蒸发器）进一步将液相提浓，出一蒸器的液相中尿素含量一般在90%以上。液相经一蒸器分离进入二蒸器，出二段蒸发加热器的尿素溶液浓度可达到99%以上，此时尿素溶液的温度一般为140℃左右。最后经二蒸器分离后，尿素溶液送往造粒塔顶部进行造粒，造粒塔底部得到的成品颗粒尿素由传送机送至包装处。

一分塔、二分塔出来的气体中含有氨和二氧化碳，分别进入一段吸收和二段吸收，氨和二氧化碳与闪蒸、一段蒸发、二段蒸发工段冷凝下来的冷凝水吸收混合形成水溶液，用泵送入尿素合成塔继续参与反应。一段吸收后剩余的气体进入惰洗器稀释与二段吸收的残余气体混合进入尾气吸收塔。

尿素生产采用水溶液全循环改良C法。整个流程包括：二氧化碳的压缩，氨的净化和输送，尿素的合成，一段循环，二段循环，蒸发和造粘，尾气吸收与解吸。由合成车间脱碳工序送来的CO2在总管先加氧混合，加氧量控制在CO2总量的0.5％(V/V)。其目的是防止尿素合成塔不锈钢衬里的腐蚀，因此要测定CO2中氧含量，保证缓蚀效果。二氧化碳在分离器中除去水份后进入压缩机，经过压缩，压力达到21MPa，温度升至100——130℃，然后直接送入尿素合成塔。来自氨库的液氦压力大于2.0MP温度低于20℃。它先进入液氨过滤器，除去杂质，然后进入液氨缓冲槽。来自一段循环系统回收的液氨，从氨冷器流入液氨缓冲槽。其中一部分(正常为60％)用作一段吸收塔的回流氨；另一部分溢出氨缓冲槽，进入原料室与新鲜氨混合后引进高压液氨泵入口。掖氨加压至20——21MPa后，进入氨预热器预热至40——55℃，然后进入尿素合成塔。由CO2压缩机五段送来的CO2经高压泵加压与预热器来的液氨和一段甲铵泵送来的甲铵液一起进入合成塔的混合器。使CO2和NH3发生反应，约90％的CO2生成氨基甲酸铰，在170—180℃时氨基甲酸铵脱水生成尿素。