尿素工艺
几种尿素生产工艺的介绍
几种尿素生产工艺的介绍
尿素是一种重要的化学品，广泛应用于农业、化工和医药行业等领域。
它是由二氧化碳和氨制得的无色结晶固体，是一种重要的氮肥和原料。
目前，常用的尿素生产工艺有以下几种：
1. 阿姆莱尔工艺：
阿姆莱尔工艺是目前最常用的尿素生产工艺之一。
该工艺采用高温高压的反应条件，将二氧化碳和氨反应生成尿素。
该工艺具有反应速度快、产率高的优点，并且可以使用多种原料进行尿素生产。
2. 巴斯夫工艺：
巴斯夫工艺是另一种常用的尿素生产工艺。
该工艺采用低温低压的反应条件，通过二氧化碳和氨的催化反应生成尿素。
相比于阿姆莱尔工艺，巴斯夫工艺具有能耗低、生产成本较低的优点。
3. 胺法工艺：
胺法工艺是利用甲胺和尿素成核剂合成尿素的工艺。
该工艺主要有蒸氨法和溶液法两种方式。
通过溶液法，先通过甲胺和尿素成核剂反应生成尿素溶液，再经过结晶和干燥工艺得到尿素产品。
胺法工艺主要适用于小规模尿素生产企业。
4. 杜邦工艺：
杜邦工艺是一种较新的尿素生产工艺，主要采用液相催化反应。
该工艺通过二氧化碳和氨的反应生成碳酸氨，然后经过分解反应生成尿素。
杜邦工艺具有能耗低、生产效率高的优点，但需要较高的催化剂。
总的来说，尿素的生产工艺多样化，根据不同的实际情况和需求，可以选择合适的工艺进行尿素生产。
以上介绍的几种工艺只是其中的一部分，随着科技的发展和研究的深入，尿素生产工艺还将不断创新和完善。
年产20万吨尿素生产工艺设计
一、产品介绍
尿素（Urea）是一种碳氮化合物，由一个碳原子、两个氮原子和四个
水分子组成，化学式为CO(NH2)2、尿素有2种商品性质：颗粒状尿素和
精制尿素。
颗粒状尿素由煤气化法（蒸汽）和气体洗分（气体洗）合成，
使用于农用肥料，而精制尿素通过气体洗分、分子筛热裂解、过氧化物还
原等工艺制成，用于汽车气增强、催化剂、药用尿素、农药等多个行业。
二、综合工艺流程
1、气体洗分工艺：
以氨气、空气为原料，采用气体洗分法合成尿素，以下为气体洗分工
艺流程：
（1）氨气和空气经过调节塔调节浓度，进入催化塔合成尿素；
（2）尿素合成过程中同时产生有机废气；
（3）有机废气排口水平流动，然后将其进行气体洗分，将尿素、氨
气和空气等多组分的气体分离；
（4）尿素、氨气和空气进入冷凝器冷凝，液态回流均进入尿素槽；
（5）氨气和空气分别进入氨气回收塔和空气回收塔，然后循环使用。
2、石膏裂解工艺：
石膏裂解工艺是一种生产尿素的常用方法，其工艺流程如下：
（1）石膏进料，通过负荷控制磨细机磨细；
（2）磨细后的石膏进入熔石膏炉内，当。
《各种尿素工艺概述》课件
尿素运输方式
尿素的运输方式包括汽车、火车和船 舶等，根据运输距离和数量选择合适 的运输方式。
04
尿素生产工艺的优化与改 进
尿素合成工艺的优化与改进
总结词
提高尿素合成效率，降低能耗和减少环境污染
详细描述
采用新型催化剂，提高尿素合成的反应速度和转化率；优化反应温度和压力，降 低能耗；改进工艺流程，减少副反应和废弃物排放，降低环境污染。
国际尿素生产工艺的实际应用案例
欧洲化肥研究所（IFDC）
01
在尼日利亚采用水溶液全循环法尿素工艺，实现了尿素生产的
本土化，提高了当地农业生产水平。
美国孟山都公司
02
在巴西采用高压合成塔水溶液全循环法尿素工艺，产品品质优
良，满足了当地农业需求。
印度巴塞尔公司
03
在印度采用管式反应器尿素工艺，实现了尿素生产的高效、环
1950年代
随着技术的进步，尿素合 成塔和高压循环系统的改 进，尿素生产进入大规模 工业化阶段。
1980年代至今
尿素生产工艺持续优化， 提高能效、降低能耗、减 少排放成为主要发展方向 。
尿素生产工艺的种类
高压合成工艺
在高压条件下进行尿素合 成反应，工艺流程简单， 但能耗较高。
低压合成工艺
在较低压力下进行合成反 应，能耗较低，但工艺流 程较为复杂。
尿素生产工艺的未来展望
新型尿素生产技术的研发
随着科技的不断进步，未来将会有更多新型的尿素生产技术被研发出来，以提高生产效率 和降低生产成本。
环保标准的进一步提高
随着环保意识的不断提高，未来尿素生产的环保标准将会进一步提高，以减少对环境的污 染和破坏。
智能化、自动化技术的广泛应用
尿素工艺流程课件
煤炭合成法是利用煤炭高温裂 解产生合成气，然后通过氨合
成反应生成尿素。
两种方法的主要区别在于原料 和工艺条件的不同。
尿素生产工艺流程图解
• 尿素生产工艺流程图包括以下几个主要步骤：原 料气制备、合成、分离、提纯、造粒和包装。
尿素生产工艺流程图解
具体流程如下
1. 原料气制备：将天然气或煤炭裂解产生合成气，经过净化处理后用于后续合成反 应。
高温水制备与运输
高温水制备需使用专门设备，运输需使用专门管道或水桶。
尿素合成塔及反
03
机理
尿素合成塔的构造与工作原理
要点一
尿素合成塔的构造
要点二
尿素合成塔的工作原理
尿素合成塔通常由反应室、冷却器、分离器、循环泵和输 送泵等组成。反应室是核心部分，用于完成尿素的合成反 应。冷却器用于降低反应温度，分离器则用于分离反应产 物。循环泵用于将未反应的氨和二氧化碳循环至反应室， 输送泵则将合成的尿素输送到下游工序。
品质量的影响。
03
发展趋势
尿素生产过程的智能化与自动化水平的提升将成为未来发展的趋势，将
有助于提高尿素的产量和品质，降低生产成本，提高企业的经济效益和
市场竞争力。
THANKS.
尿素分子式中含有一个氨基和 一个羰基，因此它是一种二元 碱，能与酸反应生成盐。
尿素是一种中性肥料，适用于 各种土壤和作物，广泛应用于 农业生产。
尿素的生产方法与技术
01
02
03
04
尿素的生产方法主要有两种： 天然气合成法和煤炭合成法。
天然气合成法是利用天然气高 温裂解产生合成气，然后通过
氨合成反应生成尿素。
尿素合成塔的工作原理是高压、高温条件下，将氨和二氧 化碳反应生成尿素。首先，将氨和二氧化碳的混合气体送 入反应室，在高温高压下进行反应。反应生成的尿素和未 反应的氨、二氧化碳以及水蒸气经过冷却器降温后进入分 离器。在分离器中，水和尿素分离，水通过循环泵返回反 应室继续参与反应，而尿素则通过输送泵送至下游工序。
尿素的生产工艺
尿素的生产工艺尿素是一种重要的氮肥和化学原料，其生产工艺主要包括合成氨和尿素合成两个步骤。
合成氨过程一般采用哈贝法或氨气的氧化法。
哈贝法是一种传统的工艺，主要由天然气蒸汽重整和催化转化、高压电解和催化转化等步骤组成。
首先，天然气与水蒸汽在催化剂的存在下进行重整反应，生成合成气体。
然后，合成气体通过催化转化反应生成氨气。
最后，氨气经过高压电解反应，生成纯氨气。
气体中的水分、硫化物和其他杂质则通过各种净化步骤被去除。
另一种常用的合成氨方法是氨气的氧化法。
这种方法主要通过将氨气与氧气反应生成一氧化氮（NO），然后在催化剂的存在下与空气中的氧气反应生成二氧化氮（NO₂），再经过水的吸收去除杂质。
最后，将二氧化氮还原成氨气和水，利用吸收溶液进行洗涤和净化，得到纯度较高的合成氨。
尿素合成主要采用尿素脲法或碳酸氨法。
尿素脲法是目前主流的生产工艺，其原料是合成氨和二氧化碳。
首先，将合成氨和二氧化碳按一定的比例混合，然后经过高温和高压的催化反应生成尿素。
反应过程中需要控制反应温度、压力和催化剂的使用，以提高反应效率和产量。
随后，尿素溶液通过分馏塔进行精馏，得到纯净的尿素。
碳酸氨法是另一种常用的尿素合成方法。
该方法将合成氨与液态二氧化碳反应生成尿素。
在反应过程中，合成氨和液态二氧化碳以一定的比例混合，然后通过高温和高压的催化反应生成尿素。
最后，通过冷却和净化过程，得到纯度较高的尿素。
尿素的生产工艺需要控制反应条件、催化剂的选择和使用，以及合理的工艺流程等因素。
随着技术的发展，尿素生产工艺不断改进和优化，以提高生产效率、降低能耗和环境污染。
同时，通过循环利用废水和废气，实现资源的节约和环境保护。
尿素生产工艺 图文详解
尿素生产工艺图文详解1性质：尿素：学名为碳酰二胺，分子式为CO（NH2）2，相对分子量为60.06。
因最早由人类及哺乳动物的尿液中发现，故称为尿素。
纯净的尿素为无色、无味、无臭的针状或棱柱状的晶体，含氮量46.6%，工业尿素因含有杂质而呈白色或浅黄色。
尿素的熔点在常压下为132.6℃，超过熔点则分解。
尿素较易吸湿，其吸湿性次于硝酸铵而大于硫酸铵，故包装、贮存要注意防潮。
尿素易容于水和液氨，其溶解度随温度升高而增大，尿素还能容于一些有机溶剂，如甲醇、苯等。
2用途：尿素的用途非常的广泛，它不仅可以用作肥料，而且还可以用作工业原料以及哺乳动物的饲料。
2.1尿素是目前使用的固体氮肥含氮量最高的化肥；2.2在有机合成工业中，尿素可用来制取高聚物合成材料，尿素甲醛树脂可用于生产塑料漆料和胶合剂等；在医药工业中，尿素可作为生产利尿剂、镇静剂、止痛剂等的原料。
此外，在石油、纺织、纤维素、造纸、炸药、制革、染料和选矿等生产中也要尿素；2.3尿素可用作牛、羊等动物的辅助饲料，哺乳动物胃中的微生物将尿素的胺态氮转变为蛋白质，使肉、奶增产。
但作为饲料的尿素规格和用法有特殊的要求，不能乱用。
3原料来源：生产尿素的原料主要是液氨和二氧化碳气体，液氨是合成氨厂的主要产品，二氧化碳气体是合成氨原料气净化的的副产品。
合成尿素用的液氨要求纯度高于99.5%，油含量小于10PPm，水和惰性气体小于0.5%并不含催化剂粉、铁锈等固体杂质。
要求二氧化碳的纯度大于98.5%，硫化物含量低于15mg/Nm3。
4生产方法：水溶液全循环法.5生产原理：5.1化学及热、动力学原理：液氨和二氧化碳直接合成尿素的总反应式为: 2NH3(l)+CO2=CO(NH2)2+H2O这是一个放热体积减小的反应,其反应机理目前有很多的解释,但一般认为,反应在液相中是分两步进行的.首先液氨和二氧化碳反应生成甲铵,故称其为甲铵生成反应:2NH3(l)+CO2(g)=NH4COONH2(l)该反应是一个体积缩小的强放热反应.在一定的条件下,此反应速率很快,容易达到平衡.且此反应二氧化碳的转化率很高.然后是液态甲铵脱水生成尿素,称为甲铵脱水反应:NH4COONH2(l) =CO(NH2)2(l)+H2O该反应是微吸热反应,平衡转化率不是很高,一般为50%-70%.此步反应的速率很慢是尿素合成中的控制反应.5.2工艺条件选择：根据前述尿素合成的基本原理可知,影响尿素合成的主要因素有温度、原料的配方压力、反映时间等.5.2.1温度尿素合成的控制反应是甲铵脱水,它是一个微吸热反应,故提高温度、甲铵脱水速度加快.温度每升10℃,反应速度约增加一倍,因此,从反应速率角度考虑,高温是有利的.目前应选择略高于最高平衡转化率时的温度,故尿素合成塔上部大致为185～200℃;在合成塔的下部,气液两相间的平衡对温度起者决定性的作用.操作温度要低于物系平衡的温度.5.2.2氨碳比工业生产上,通过综合考虑,一般水溶液全循环法氨碳比应选择在4左右,若利用合成塔副产蒸汽,则氨碳比取3.5以下. 5.2.3水碳比水溶液全循环法中,水碳比一般控制在0.6～0.7;（1）操作压力一般情况下,生产的操作压力要高于合成塔顶物料和该温度下的平衡压力1～3Mpa.对于水溶液全循环法,当温度为190℃和NH3/CO2等于4时,相应的平衡压力是18Mpa左右,故其操作压力是一般为20Mpa左右.反应时间对于反应温度为180～190℃的装置,一般反应时间是40～60min,其转化率可达平衡转化率的90～95%.对于反应温度为200℃个装置,反应时间一般为30min左右,其转化率也接近于平衡转化率.6工艺流程：由于目前普遍采用水溶液全循环法生产尿素下面就简述水溶液循环法生产尿素的流程.图3-19是目前在我国得到广泛应用的中压、低压两段分解水溶液全循环法直接造粒尿素工艺流程图。
尿素的生产工艺流程
尿素的生产工艺流程
尿素是一种常用的无机化合物，广泛应用于化肥、化工、医药等领域。
其生产工艺流程通常包括以下几步：
1. 合成气制备：通过天然气、石油或煤炭等燃料的气化反应，产生合成气（一氧化碳和氢气的混合物）。
2. 氨制备：将合成气经过催化转化反应，生成氨气。
常用的氨合成催化剂是铁、镍、铑的合金。
3. 尿素合成：将氨气与二氧化碳反应生成尿素。
尿素合成反应通常采用一种称为“尿素合成反应”的过程，该过程包括高温高压、催化和再循环等步骤。
4. 氨回收：由于尿素合成反应中的氨气未完全转化为尿素，剩余的氨气需要从尿素产物中回收利用。
常用的回收方法是采用蒸汽脱氨或萃取等工艺。
5. 精制和成品制备：通过混合、结晶、干燥等工艺对尿素进行精制和成品制备。
最终得到的尿素产品可以根据需要进行粒度调整、添加剂等工艺。
需要注意的是，尿素的生产工艺流程可能会根据不同的生产厂家和技术路线有所差异，上述流程仅为一般性描述。
另外，为了提高生产效率和产品质量，尿素生产工艺流程中常常采用先进的自动化控制系统和能源回收装置。
尿素的生产工艺流程
尿素的生产工艺流程尿素是一种重要的化学品，广泛应用于农业、化工、医药等领域。
尿素的生产工艺流程有以下几个主要步骤：1. 合成氨的制备：尿素的生产首先需要制备氨气。
通常采用合成氨工艺流程，即将气体混合物（通常为自然气和蒸汽的混合物）通过压缩、解冷、采用催化转化反应等方式，将气体转化为含有高浓度氨气的气体。
2. 尿素合成：尿素的合成一般采用哈伦斯过程，即将合成氨与二氧化碳反应生成尿素。
这一步骤通常在高压和高温下进行，并且需要使用催化剂催化反应。
具体的反应方程式为：2NH3+ CO2 → NH2CONH2 + H2O3. 尿素结晶：尿素合成后是以液体状态存在的，需要通过结晶过程将其转化为固体尿素。
通常采用蒸发结晶法或压滤除溶法进行尿素的结晶。
具体的过程一般包括加热、浓缩、结晶分离、干燥等步骤。
4. 尿素粒化：经过结晶后的尿素通常需要进行粒化处理，以改善其性能和外观。
粒化过程通常采用旋转粒化机，将固体尿素与适量的液体尿素混合后，通过旋转机械的作用使尿素逐渐成为颗粒状。
粒化后的尿素质量更均匀，便于搬运和应用。
5. 产品包装和储运：尿素粒化后，需要进行适当的包装和储运以保证产品质量和安全性。
一般采用塑料袋或编织袋等包装尿素，并以集装箱或散装的形式进行储运。
同时，根据不同的应用需求，也可以对尿素进行进一步的混合、掺杂等处理，以调整其化学成分和性能。
尿素的生产工艺流程需要采用先进的设备和控制技术，以确保产品质量和生产效率。
同时，对废气、废水等产生的副产品也需要进行适当的处理和回收，以避免对环境造成污染。
因此，尿素的生产需要综合考虑技术、环保和经济等多个方面因素的综合优化。
尿素生产工艺
尿素生产工艺
尿素生产的主要工艺是氨与二氧化碳在高压和高温下反应生成尿素。
具体工艺步骤如下：
1. 氨合成（哈伊斯过程）：将天然气或重油分解产生的氢气和氮气经过压缩、冷却、去除杂质等一系列处理后，送入氨合成反应器。
在高压（100-300bar）和高温（350-550℃）的条件下，通过催化剂的作用，氢气和氮气发生化学反应生成氨。
2. 尿素制造（斯特劳斯-迈耶过程）：将制得的氨和二氧化碳
通过压缩、冷却、干燥等处理后，进入尿素合成反应器。
在高压（130-175bar）和高温（180-210℃）的条件下，通过催化剂的作用，氨和二氧化碳发生化学反应生成尿素。
产生的尿素经过蒸发、烘干、冷却等处理后，得到尿素成品。
3. 地下冷却法：在尿素合成反应器中，加入三氧化二铬或硅胶等物质，使得尿素在反应过程中，转化为具有高温高压不易挥发的小颗粒固体。
同时，通过在反应器下部铺设冷却介质，如水等，使得反应器底部的温度降低，尿素颗粒逐渐变得稳定，不会升温导致挥发或塞堵反应器。
4. 烟气冷凝法：在尿素合成反应器中，通过加入冷凝器的方式，将生成的烟气冷却，使其中的尿素挥发并凝结，收集它们得到尿素成品，同时烟气中的热量可回收利用。
以上就是尿素生产的主要工艺。
尿素的生产工艺
(5)热回收完善，蒸汽消耗量较少。
工艺流程说明如下。
尿素合成与高压回收
来自界区外的液氨，经氨升压泵升压，再经高压氨泵送入氨预热器，高压液氨用作氨基甲酸铵喷射泵的驱动流体，使来自甲铵分离器的氨基甲酸铵溶液升至合成压力。氨与甲铵的混合液进入合成塔与人塔的二氧化碳进行反应，生成氨基甲酸铵和尿素。
二氧化碳汽提工艺为荷兰斯塔米卡邦(Stamicabon)公司专利技术，二氧化碳汽提工艺特点是合成压力低，氨碳比低，反应率高而不设中压回收系统，流程短。缺点是由于氨碳比低，反应物料为酸性介质腐蚀性较强，为防腐蚀在二氧化碳气中添加氧较多达到0．55％～0．7％，如操作不当在合成塔顶排气中会产生过量氧与氢的爆炸性气体，故在高压洗涤器设有防爆板。在改进型二氧化碳汽提工艺中，为防止合成塔排气形成爆炸性气体，而采取了将二氧化碳气中氢脱除的方法即二氧化碳压缩机出口气体先经过气体加热器将气体加热，进入脱氢反应器(装有把催化剂)，然后再将气体冷却，这样增加了三个高压设备，增加了投资。在70年代一些二氧化碳气提尿素老厂进行技术改造，采用加双氧水技术进行防腐蚀，减少了向二氧化碳气中加氧气量，使其达不到氧氢混合爆炸范围，该项技术己得到推广应用。兹将典型的二氧化碳汽提尿素的生产流程介绍如下：
在高压冷凝器中，使氨与二氧化碳全部生成甲铵，大约有78％的氨和70％二氧化碳冷凝成液体，生成的甲铵液与末冷凝的气体从底部各自的管离开高压甲铵冷凝器，进入合成塔底部。反应物在合成塔内自下而上通过，在温度180~185℃、压力13．5～14．0兆帕下，将甲铵转化为尿素，二氧化碳转化率为57％～58％，从内部溢流管离开送人气提塔。
3．循环
离开气提塔的尿素减压到0．25～0．35兆帕，送入精馏塔。尿液中的一部分甲铵分解，所需的热由溶液本身供给，从而使溶液的温度下降到105～110℃。溶液从精馏塔底进入循环加热器，在此溶液的温度升高到135℃，结果使甲铵再一次分解。在精馏塔底部的分离器中进行液气分离，气体通过填料上升，被下流的冷尿液所冷却。
尿素生产工艺流程简介
尿素生产工艺流程简介
《尿素生产工艺流程简介》
尿素是一种重要的化工产品，广泛用于肥料、塑料、医药等领域。
其生产工艺流程简介如下：
1. 合成氨制备：尿素的生产是从合成氨开始的。
合成氨通常使用哈贝法或泠热法制备，通过高温高压下，将氨气和二氧化碳反应生成脲。
这是尿素合成的第一步。
2. 脲的水解：脲水解是尿素生产的关键步骤之一。
将脲与水加热反应，生成尿素和氨气。
这一步骤通常在高温下进行。
3. 结晶分离：经过水解的混合物中，尿素和未反应的脲被分离出来。
通常采用结晶分离技术，将尿素从溶液中结晶出来。
4. 结晶洗涤：分离得到的尿素晶体需要进行洗涤，以去除杂质和未反应的物料。
洗涤步骤通常采用溶液冲洗或真空沉降等技术。
5. 干燥：洗涤后的尿素晶体需要进行干燥，以去除水分使其达到一定的含水率。
通常采用旋转干燥机或流化床干燥机等设备进行干燥处理。
6. 包装：最后一步是将干燥后的尿素晶体进行包装，以便储存和运输。
以上即是尿素生产过程中的主要工艺流程。
尿素生产工艺因企业技术和规模的差异会有所不同，但总体上包括合成氨制备、脲的水解、结晶分离、结晶洗涤、干燥和包装等步骤。
通过这些步骤的相互配合，能够高效、持续地生产出高质量的尿素产品。
尿素生产原理工艺流程及工艺指标
尿素生产原理、工艺流程及工艺指标1.生产原理尿素是通过液氨与气体二氧化碳的合成来完成的，在合成塔D201中，氨与二氧化碳反应生成氨基甲酸铵，氨基甲酸铵脱水生成尿素与水，这个过程分两步进行。
第一步：2NH3＋CO2 NH2COONH4＋Q第二步：NH4COONH2 CO（NH2）2＋H2O－Q第一步是放热的快速反应，第二步是微吸热反应，反应速度较慢，它是合成尿素过程中的控制反应。
1、2工艺流程：尿素装置工艺主要包括：CO2压缩与脱氢、液氨升压、合成与气提、循环、蒸发、解吸与水解以及大颗粒造粒等工序。
1、2、1 二氧化碳压缩与脱氢从合成氨装置来的CO2气体，经过CO2液滴分离器与来自空压站的工艺空气混合（空气量为二氧化碳体积4%），进入二氧化碳压缩机。
二氧化碳出压缩机三段进脱硫、脱氢反应器，脱氢反应器内装铂系催化剂，操作温度：入口≥150℃，出口≤200℃。
脱氢的目的是防止高压洗涤器可燃气体积聚发生爆炸。
在脱氢反应器中H2被氧化为H2O，脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50ppm，经脱硫、脱氢后，进入压缩机四段、五段压缩，最终压缩到14.7MPa（绝）进入汽提塔。
二氧化碳压缩机设有中间冷凝器与分离器，二氧化碳压缩机压缩气体设有三个回路，以适应尿素生产负荷的变化，多余的二氧化碳由放空管放空。
1、2、2 液氨升压液氨来自合成氨装置氨库，压力为2.3 MPa(绝),温度为20℃,进入液氨过滤器,经过滤后进入高压氨泵的入口,液氨流量在一定的范围内可以自调,并设有副线以备开停车及倒泵用.主管上装有流量计.液氨经高压氨泵加压到18.34 MPa(绝)，高压液氨泵是电动往复式柱塞泵，并带变频调速器，可在20—110%的范围内变化，在总控室有流量记录，从这个记录来判断进入系统的氨量，以维持正常生产时的原料N/C（摩尔比）为2.05:1。
高压液氨送到高压喷射器，作为喷射物料，将高压洗涤器来的甲铵带入高压冷凝器，高压液氨泵前后管线均设有安全阀，以保证装置设备安全。
尿素工艺
（2）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H2O/CO2为1/0.65。
•
尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在于自然界 中，如新鲜人粪中含尿素0.4％。尿素产量约占我国目前 氮肥总产量的40％，是仅次于碳铵的主要氮肥品种之一。 尿素作为氮肥始于20世纪初。20世纪50年代以后，由于尿 素含氮量高(45％～46％)，用途广泛和工业流程的不断改 进，世界各国发展很快。我国从20世纪60年代开始建立中 型尿素厂。1986～1992年，我国尿素产量均在900万吨以 上。目前占氮肥总产量的40％。 工业上用液氨和二氧化 碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，化学反应如 下： • 2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+N2O
•
哺乳动物以肝脏中的一个循环反应产生尿素。这循环 最早在1932年被提出，其反应起点是氨的分解。1940年代 澄清瓜氨酸和精氨基琥珀酸的作用后，它已完全被理解。 在这循环中，来自氨和 L-天冬氨酸的氨基被转换为尿素， 起中介作用的是L-鸟氨酸、瓜氨酸、L-精氨酸-琥珀酸和 L-精氨酸。 • 尿素循环是哺乳动物和两栖动物排泄含氮代谢废物的 主要途径。但别种生物亦然，如鸟类、无脊椎动物、昆虫、 植物、酵母、真菌和微生物。尿素对生物基本是废物，但 仍有正面价值。比如，肾小管里的尿素被引入肾皮质以提 高其渗透浓度，促使水份从肾小管渗透回身体再利用。
尿素的生产工艺
一次蒸发：需3.3kPa以上的真空度；
二次蒸发：2.7kPa－3.3kPa，130 ℃,蒸发浓度75－95％；
6.7kPa，130－140 ℃,蒸发至熔融态（99.7％ ） 。
造粒
原理：自然风从造粒塔的底端吹入，尿素液
从顶端落下，冷却成粒。
塔高：86米
六、尿素的前景展望
现状：
天然气生产尿素成本：1200/吨 煤生产：900/吨 市售价：1100/吨
前景：
彩色尿素 车用尿素：缩二脲含量小于0.8%
CO (NH2)2 + H2O = 2NH3 + CO2
四、工离器
甲铵冷凝器
碳铵
中压洗涤塔
氨吸收塔
低压吸收塔
氨喷射泵 合成塔 氨汽提塔
中压吸收塔 中压分解塔
氨冷凝器 低压分解
氨受槽 低压冷凝系统
水解系统
冷凝液储罐
真空系统
浓缩系统
造粒塔 成品
尿素装置中的蒸汽
在液相中甲铵被脱水生成尿素和水和第一步相比这个吸热平衡反应很慢因此被称为尿素合成的控制反应
尿素的生产工艺
一、尿素的简介 二、尿素的生产方法 三、尿素的合成原理 四、工艺流程 五、尿素溶液的蒸发和造粒 六、前景展望
一、尿素的性质
物理性质：
尿素(Urea )，碳酰二氨，CO(NH2)2 纯尿素为白色、无味、无臭的针状或棱柱状晶体 常压下熔点为132.7℃
高压蒸汽（12.5MPa，525℃） 过热
电厂蒸汽（3.6MPa，360℃）
装置中用的最多的蒸汽（2.2MPa，219℃） 低压蒸汽（0.35MPa，145℃） 增压蒸汽（0.45Mpa，150℃）：由2.2Mpa和0.35MPa蒸汽混合
尿素生产工艺
尿素生产工艺尿素生产工艺，是指利用合成氨与二氧化碳在合适的条件下反应，生成尿素的过程。
尿素是一种重要的有机氮化合物，广泛应用于肥料、化工、医药等领域。
本文将介绍尿素生产的基本工艺流程以及关键步骤，旨在向读者提供对尿素生产工艺的初步了解。
一、尿素生产的基本工艺流程尿素生产的基本工艺流程包括氨合成、尿素合成以及尿素精制三个主要步骤。
1. 氨合成：氨合成是尿素生产的第一步骤，其主要目的是将天然气或煤炭等原料转化为合成氨。
氨合成过程采用哈贝法，即将天然气进行蒸汽重整，得到一氧化碳和氢气，再将一氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成合成氨。
2. 尿素合成：尿素合成是尿素生产的核心步骤，该步骤中，合成氨与二氧化碳在高温高压条件下进行反应生成尿素。
尿素合成工艺主要采用斯特鲁夫法（Streulens法）或布里克尔法（Birkeland-Eyde法）。
在该步骤中，尿素合成塔中的合成氨与二氧化碳进行反应，生成尿素水溶液，并通过连续的蒸发浓缩和结晶等处理工艺，获得固态尿素产品。
3. 尿素精制：尿素精制是尿素生产的最后一个步骤，其目的是提高尿素产品的纯度和质量。
尿素精制通常包括过滤、干燥、冷却和包装等工艺。
在过滤过程中，去除尿素溶液中的杂质，使尿素溶液的纯度得到提高。
然后，通过干燥和冷却等工艺，将尿素溶液转化为固态尿素产品。
最后，将固态尿素产品进行包装，以便储存和运输。
二、尿素生产中的关键步骤在尿素生产过程中，几个关键步骤对整个工艺流程的效果和成品质量有着重要影响。
1. 合成氨的制备：合成氨是尿素生产的关键原料，其制备过程需要注意催化剂的选择和催化剂床的设计，以提高合成氨的产率和纯度。
2. 合成反应条件的控制：尿素合成过程中需要控制的反应条件有温度、压力和催化剂浓度等。
合适的反应温度和压力可提高尿素合成的转化率和选择性，而催化剂浓度的控制可影响尿素的纯度。
3. 尿素合成塔的设计：尿素合成塔是尿素合成的关键设备，其设计需要考虑反应器的材料、结构和操作条件等方面。
尿素工艺技术
尿素工艺技术尿素工艺技术是一种将天然气和空气作为原料，经过一系列化学反应制备尿素的技术。
尿素是一种重要的氮肥，广泛用于农业生产中，提高作物的产量和品质。
本文将介绍尿素工艺技术的主要步骤和工艺特点。
尿素的制备主要包括合成氨和尿素合成两个步骤。
合成氨是尿素工艺技术的第一步，利用天然气和空气作为原料，在高温高压条件下，通过催化剂催化反应合成氨气。
尿素合成则是利用合成氨和二氧化碳进行反应，生成尿素。
尿素工艺技术的特点如下：首先，尿素工艺技术具有高效节能的特点。
尿素合成反应需要高温高压条件，消耗大量的能量。
尿素工艺技术采用多级压缩和换热方式，充分利用废热，提高能量利用率，减少能源消耗。
其次，尿素工艺技术具有环境友好的特点。
尿素合成反应中会产生一定量的二氧化碳。
尿素工艺技术采用了尾气回收和净化技术，减少了二氧化碳的排放。
同时，在氨气合成阶段，尿素工艺技术采用了高效的催化剂和反应条件，减少了氮氧化物的生成。
再次，尿素工艺技术具有生产效率高的特点。
尿素工艺技术采用了多级精制工艺，充分利用反应废液和废气，提高了尿素的纯度。
同时，尿素工艺技术采用了高效的分离和再循环技术，提高了生产效率和产品质量。
尿素工艺技术的应用前景广阔。
随着农业生产的发展和粮食需求的增加，尿素作为经济高效的氮肥将继续得到广泛应用。
尿素工艺技术的发展也将对提高尿素产量和质量具有重要作用。
总结起来，尿素工艺技术是将天然气和空气作为原料，通过合成氨和尿素合成两个步骤制备尿素的技术。
尿素工艺技术具有高效节能、环境友好和生产效率高的特点。
尿素工艺技术的应用前景广阔，将为农业生产和经济发展做出重要贡献。
尿素工艺说明
3.3 工艺流程说明尿素生产工艺主要包括：二氧化碳压缩和脱氢、液氨升压、高压合成与汽提回收、低压分解回收与真空预浓缩、蒸发与造粒、工艺冷凝液处理等工序。
（1）二氧化碳压缩和脱氢从合成氨装置来的二氧化碳气体压力0.15MPaA、温度40℃，经过CO2液滴分离罐（S3101）与工厂空气管网来的一定量的空气混合，一起进入二氧化碳压缩机（K3102）。
压缩机二段出来的温度约165℃的二氧化碳进入脱氢反应器，在脱氢反应器（R3101）中H2与O2反应转化为H2O。
脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50ppm，脱氢的目的是防止高压洗涤器（E3203）排出气发生爆炸。
脱氢后二氧化碳的温度约215℃（视二氧化碳气体中氢含量而定），再经冷却、分离后进入二氧化碳压缩机三段（在二氧化碳压缩机三段入口对二氧化碳气中的含氧量自动检测）。
二氧化碳最终压缩到l5.0 MPaA，送去汽提塔（E3201）。
二氧化碳压缩机由蒸汽透平驱动。
蒸汽透平的转速，由速度控制器控制并自动调节，以适应尿素的生产负荷。
（2）液氨升压来自合成氨装置的液氨压力2.5MPaA、温度34℃，经氨过滤器（F3101）滤去杂质后进入高压氨泵（P3101A/B）的入口。
高压氨泵（P3101A/B）的入口设有液氨缓冲罐（V3102）。
液氨经高压氨泵（P3101A/B）加压到18MPaA后经液氨预热器（E3204）温度升到大约90℃，送到高压喷射器（J3201）作为为甲铵喷射器的驱动流体，利用其过量压头，将高压洗涤器（E3203）来的甲铵液带入甲铵冷凝器（E3202）。
（3）高压合成与汽提回收从甲铵冷凝器（E3202）底部出来的液体甲铵和少量的未冷凝的氨和二氧化碳，分别用两条管线送入尿素合成塔（R3201）底部。
液相加气相物料总NH3／CO2(摩尔比)为3.1。
温度为l67℃～l72℃。
尿素合成塔（R3201）内设有12 块筛板，形成类似几个串联的反_ÈÌî__‚i_ÈÌ应器，塔板的作用是防止物料在塔内返混，保证停留时间均匀，提高转化率。
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尿素生产原理、工艺流程及工艺指标字体大小：大- 中- 小xxrtjx发表于09-12-21 11:35 阅读(65) 评论(0)1.生产原理尿素是通过液氨和气体二氧化碳的合成来完成的，在合成塔D201中，氨和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵，氨基甲酸铵脱水生成尿素和水，这个过程分两步进行。
第一步：2NH3＋CO2 NH2COONH4＋Q第二步：NH4COONH2 CO（NH2）2＋H2O－Q第一步是放热的快速反应，第二步是微吸热反应，反应速度较慢，它是合成尿素过程中的控制反应。
1、2工艺流程：尿素装置工艺主要包括：CO2压缩和脱氢、液氨升压、合成和气提、循环、蒸发、解吸和水解以及大颗粒造粒等工序。
1、2、1 二氧化碳压缩和脱氢从合成氨装置来的CO2气体，经过CO2液滴分离器与来自空压站的工艺空气混合（空气量为二氧化碳体积4%），进入二氧化碳压缩机。
二氧化碳出压缩机三段进脱硫、脱氢反应器，脱氢反应器内装铂系[wiki]催化剂[/wiki]，操作温度：入口≥150℃，出口≤200℃。
脱氢的目的是防止高压洗涤器可燃气体积聚发生爆炸。
在脱氢反应器中H2被氧化为H2O，脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50ppm，经脱硫、脱氢后，进入压缩机四段、五段压缩，最终压缩到14.7MPa（绝）进入汽提塔。
二氧化碳压缩机设有中间冷凝器和分离器，二氧化碳压缩机压缩气体设有三个回路，以适应尿素生产负荷的变化，多余的二氧化碳由放空管放空。
1、2、2 液氨升压液氨来自合成氨装置氨库，压力为2.3 MPa(绝),温度为20℃,进入液氨过滤器,经过滤后进入高压氨泵的入口,液氨流量在一定的范围内可以自调,并设有副线以备开停车及倒泵用.主管上装有流量计.液氨经高压氨泵加压到18.34 MPa(绝)，高压液氨泵是电动往复式柱塞泵，并带变频调速器，可在20—110%的范围内变化，在总控室有流量记录，从这个记录来判断进入系统的氨量，以维持正常生产时的原料N/C（摩尔比）为2.05:1。
高压液氨送到高压喷射器，作为喷射物料，将高压洗涤器来的甲铵带入高压冷凝器，高压液氨泵前后管线均设有安全阀，以保证装置设备安全。
1、2、3 合成和汽提生产原理：合成塔、气提塔、高压甲铵冷凝器和高压洗涤器四个设备组成高压圈，这是本工艺的核心部分，这四个设备的操作条件是统一考虑的，以期达到尿素的最大产率和最大限度的热量回收。
从高压冷凝器底部导出的液体甲铵和少量的未冷凝的氨和二氧化碳，分别用两条管线送入合成塔底，液相加气相物料N/C（摩尔比）为2.9—3.2，温度为165--172℃。
合成塔内设有11块塔板，形成类似几个串联的反应器，塔板的作用是防止物料在塔内返混。
物料从塔底至塔顶，设计停留时间1小时，二氧化碳转化率可达58%，相当于平衡转化率90%以上。
尿素合成反应液从塔内上升到正常液位，温度上升到180--185℃，经过溢流管从塔下出口排出，经过合成塔出液阀（HPV2201）汽提塔上部，再经塔内液体分配器均匀地分配到每根气提管中，沿管壁成液膜下降，分配器液位高低，起着自动调节各管内流量的作用，尿液在气提管均匀分配并在内壁形成液膜下降，内壁液膜是非常重要的，否则气提管将遭到腐蚀，由塔下部导入的二氧化碳气体，在管内与合成反应液逆流相遇，气提管外以蒸汽加热，合成反应液中过剩氨及未转化的甲铵将被气提气蒸出和分解，从塔顶排出，尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出，气提塔出液温度控制在165--174℃之间。
塔底液位控制在40--80%左右，以防止二氧化碳气体随着液体流至低压分解工段造成低压设备超压。
从气提塔顶排出185--189℃的气体，与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵液在14.22 MPa(绝)下混合一起进入高压冷凝器顶部。
高压冷凝器是一个管壳式换热器，物料走管内，管间走水用以副产蒸汽，根据副产蒸汽压力高低，可以调节氨和二氧化碳的冷凝程度。
但要保留一部分气体在合成塔内冷凝以便补偿在合成塔内甲铵转化为尿素所需热量，而达到自热平衡。
所以把控制副产蒸汽压力作为控制合成塔温度、压力的条件之一。
生成的甲铵，已冷凝的和未冷凝的氨和二氧化碳被导入到合成塔的底部，在这里，发生了甲铵转化为尿素、氨和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵两个最主要的反应，转化和加热合成塔中的溶液所需的热量由附加的氨和二氧化碳的冷凝热来提供。
从合成塔顶排出的气体，温度约为180--185℃，进入高压洗涤器，在这里将气体中的氨和二氧化碳用加压后的低压吸收段的甲铵液冷凝吸收，然后经高压冷凝器再返回合成塔，不冷凝的惰性气体和一定数量的氨气，自高压洗涤器排出高压系统，进入低压吸收塔吸收后，直接放空。
甲铵吸收冷凝的热量被管间的调温冷却水带走，调温水从110℃升到125℃，并由高压洗涤器循环水冷却器调节到110--120℃，经高压洗涤器循环水泵循环使用。
从合成塔至高压洗涤器的管道，除设有安全阀外，还装有分析取样阀，通过对气相的分析，测得气相中氨、二氧化碳和惰性气体含量，从而可以判断合成塔的操作是否正常。
1、2、4 循环来自气提塔底部的尿素—甲铵溶液，经过气提塔的液位控制阀LPv—2202，减压到0.25—0.35 MPa(绝),溶液中41.5%的二氧化碳和69%的氨得到闪蒸，并使溶液温度从175℃降到107℃，气液混和物喷到精馏塔顶，精馏塔上部为填料塔，起着气体精馏作用，，下部为分离器，经过填料段下落的尿素—甲铵液流入循环加热器。
循环加热器用高压冷凝器副产的0.4 MPa(绝)蒸汽加热。
温度升高到135--138℃，甲铵进一步分解，而后进入精馏塔下部的分离器分离。
液体经液位控制阀LIC2301流入闪蒸槽，气体上升到精馏塔填料段，精馏后的气体导出精馏塔与部分回流液、解吸液和液氨混合送到浸没式低压甲铵冷凝器。
在此，两相并流上升进行吸收，吸收时产生的热量，被冷凝器中冷却水带走，冷却水温从55℃升到65℃。
此冷却水经低压甲铵冷凝器循环水泵送低压甲铵冷凝器循环冷却器冷却后循环使用。
气液混合物从浸没式低压甲铵冷凝器上部溢流到低压甲铵冷凝器液位槽，液体从液位槽底导出，经高压甲铵泵升压到16.0 MPa(绝)，送入高压洗涤器顶部，高压甲铵泵是往复泵，采用变频调节甲铵流量。
液位槽分离出的气体，经低甲冷液位槽气相阀TPV2302阀进入常压吸收塔，经填料段，被来自低压吸收塔和常压吸收塔循环泵经循环冷却器冷却后的氨水喷淋吸收，未能被吸收的惰性气体，经吸收塔放空筒放空。
1、2、5 蒸发出精馏塔底部的尿素溶液，经液位槽液位控制阀LIC2301减压后送到闪蒸槽，压力为0.056 MPa(绝)，温度从135℃降到91℃，有相当一部分NH3、CO2和水闪蒸出来，闪蒸气与一段蒸发分离器气相一并进到一段蒸发冷凝器，冷凝液相进入氨水槽，不凝气体经一段蒸发喷射器抽出放至大气。
离开闪蒸槽的尿液，温度约为90--95℃，浓度约为72%进入尿液槽，通过尿液泵经流量控制阀FPV2401进入一段蒸发器加热段，用加蒸汽阀PPV2401控制低压蒸汽对其进行加热，使尿素进一步浓缩，气相进入一段蒸发冷凝器，液相约95%的尿液，通过熔融尿素泵送到大颗粒造粒系统。
1、2、6 解吸和水解入氨水槽的蒸发闪蒸冷凝液，含有一定量的NH3，少量CO2和少量尿素，这部分氨水分别用两台泵打出循环利用，由低压吸收塔循环泵打出的氨水分成三路，一路进入低压吸收塔作吸收剂，一路作一段蒸发器气相管线的冲洗用水，一路进入一段蒸发器作冲洗用水。
由解吸塔给料泵打出的氨水也分成三路：一路去精馏塔气相，一路与解吸塔气相混合冲洗回流冷凝器，一路经解吸塔换热器，加热到117℃送到第一解吸塔上部，解吸出氨和二氧化碳，解吸塔的操作压力为0.27--0.3 MPa(绝)，出第一解吸塔的液体，经水解给料泵加压到2.0 MPa(绝)经水解塔换热器换热后，进入水解塔的上部，水解塔的下部通入2.4 MPa(绝)的蒸汽，使液体中所含的少量尿素水解成氨和二氧化碳。
气相进入第一解吸塔上部，液相经水解塔换热器换热后温度为137℃，进入第二解吸塔上部，操作压力为0.3 MPa(绝)，塔下部通入0.4 MPa(绝)的蒸汽进行解吸，塔底温度为145℃，从液相中解吸出来的氨和二氧化碳及水蒸汽，直接导入第一解吸塔的下部，与第一解吸塔的液体进行质热交换，出第一解吸塔的气体，含水小于40%。
在回流冷凝器中冷凝，冷凝液一部分作为回流液回流到第一解吸塔的顶部，进行质热交换，以减少出塔气相的水含量，另一部分冷凝液，送到低压甲铵冷凝器，未被冷凝的气体进入常压吸收塔，进一步回收氨和二氧化碳后放空，在第二解吸塔解吸后的液体含氨小于50ppm，尿素小于50ppm，经解吸塔换热器换热和废水冷却器冷却后送出尿素界区。
1、2、7 大颗粒置于19m处的甲醛贮槽利用静压送甲醛（37%）至熔融泵进口与135℃、浓度96%的尿素溶液混合，经PV211减压到0.15—0.25Mpa,进入造粒机喷嘴。
来自流化空气风机VV101压力为600mmH2O的流化空气，把晶种由流化床多孔板上吹起，由雾化风机CR101来的温度为135℃、压力为0.045 MPa左右的雾化空气，将由尿液喷嘴喷出的尿液雾化，形成约5μm的小液滴，小液滴在流化床温度为105--110℃情况下，凝结到流化状态的晶种上，随着小液滴的不断凝结，尿素颗粒不断增大，增大到要求粒度时，就会掉到多孔板上，由于多孔板开孔为斜向前开，在尿素颗粒流化状态的同时，它还慢慢向前运动，达到要求的尿素颗粒被流化空气吹到造粒机冷却室冷却到70℃，经液位调节阀LV2213出造粒机。
经造粒机出来的尿素颗粒，由振动给料机均匀振动输送到安全筛SV101上，又送到第一流化床冷却器冷却至70℃左右，由斗提机经分料阀将颗粒送往振动筛SV102A、SV102B，在此尿素分成三类：大颗粒送破碎机，破碎成小颗粒和从振动筛分料器筛下的小颗粒混合，回造粒机作晶种，合格品经换向器送往最终产品冷却器BFC102，在产品冷却器内由循环冷却水将尿素颗粒冷却至45℃以下，经皮带送往包装。
造粒机、第一流化床冷却器、斗提机、振动筛产生的粉尘经除尘风机VV105送入造粒冷却洗涤器，用界外来的脱盐水和洗涤器循环贮槽来的洗涤液进行洗涤。
来自三通阀冲洗、振动筛分料器、破碎机料斗、第一流化床冷却器、造粒机、安全筛、SR101和各种排放的尿液、尿素回收到循环槽SR103，由蒸汽喷射泵EJ101将喷射0.4MPA（绝）的低压蒸汽将回收尿素加以溶解和加热，浓度达到40%时，用尿液回收泵PC103返回到尿液槽，循环槽产生烟气由抽出风机VV109送到洗涤室加以洗涤回收。
洗涤室洗涤尾气经丝网除沫器除液后，经洗涤器抽风机VV102抽到放空筒S-751放空。
、1、2、8 蒸汽系统主要由透平机抽出的2.5 MPa、285℃的过热蒸汽进入界区后通过高压蒸汽进汽阀PV2904直接进入高压蒸汽饱和器F213，在高压蒸汽饱和器F213中过热蒸汽将变成1.5—2.0MPa、219℃的饱和蒸汽，用于汽提塔E204的加热。