尿素生产原理
尿素工作原理
尿素工作原理
尿素是一种无色、结晶性固体，化学式为（NH2）2CO，是一种重要的有机化
合物，在化肥、医药、化工等领域有着广泛的应用。
尿素的工作原理主要与其化学性质和反应特性有关。
首先，尿素作为一种高效的氮肥，其工作原理主要是通过提供植物生长所需的
氮元素。
植物生长过程中，氮元素是其生长发育所必需的营养元素之一，而尿素中含有高达46%的氮元素，因此可以作为一种优质的氮肥使用。
当尿素施用到土壤
中后，会在土壤中迅速分解成铵态氮和硝态氮，这些氮元素可以被植物根系吸收利用，促进植物的生长发育，提高作物产量。
其次，尿素的工作原理还涉及到其在化工生产中的重要作用。
尿素是一种重要
的化工原料，可以用于合成尿素树脂、尿素甲醛树脂、尿素甲醛泡沫塑料等产品。
在工业生产中，尿素主要是通过尿素合成法来制备的，其工作原理是将氨和二氧化碳在高温高压下进行反应，生成尿素。
这种合成方法具有高效、环保的特点，使得尿素成为了重要的化工原料之一。
此外，尿素还可以通过与其他化合物发生反应，制备出多种有机化合物。
例如，尿素与甲醇反应可以生成甲醇胺，与乙醇反应可以生成乙醇胺，这些有机化合物在医药、染料、树脂等领域有着广泛的应用。
因此，尿素的工作原理还包括其在有机合成中的重要作用。
总的来说，尿素的工作原理主要包括其作为氮肥提供氮元素、作为化工原料进
行合成、以及与其他化合物发生反应制备有机化合物等方面。
尿素的广泛应用离不开其独特的化学性质和反应特性，这些特性使得尿素在农业、工业、医药等领域发挥着重要的作用。
希望通过对尿素工作原理的深入了解，可以更好地利用和应用这一重要的化合物。
简述尿素合成反应原理(一)
简述尿素合成反应原理(一)简述尿素合成反应引言尿素是一种重要的有机化合物，广泛应用于化工、农业等领域。
它的合成方法有多种，其中最著名的一种是Wöhler合成法。
本文将从原理、反应条件、反应机制等方面介绍尿素合成反应。
原理尿素的合成反应原理主要基于氨和二氧化碳的反应。
一般采用氨与二氧化碳在高温高压条件下催化反应，生成尿素。
该反应的化学方程式可表示为：2NH3 + CO2 -> NH2CONH2 + H2O反应条件尿素合成反应需要一定的反应条件才能高效进行。
以下是该反应的基本条件：•温度：通常在°C下进行。
•压力：通常在 atmospheres 压力下进行。
•催化剂：一般采用铜或铁催化剂。
反应机制尿素合成反应的机制较为复杂，涉及多步反应。
以下是该反应的基本步骤：1.吸附：氨和CO2分别在催化剂表面吸附。
2.氨分解：吸附的氨分解为氮和氢。
3.氨合成：吸附的氮与氢再次结合生成氨。
4.CO2分解：吸附的二氧化碳分解为一氧化碳和氧。
5.氨与一氧化碳反应：氨与一氧化碳发生反应生成尿素。
反应优化尿素合成反应的优化主要在于改善反应速率和选择性。
以下是一些常见的优化方法：•催化剂选择：不同的催化剂对反应速率和选择性有不同的影响，通过选择适合的催化剂可以提高反应效率。
•温度和压力控制：合适的温度和压力条件可以促进反应进行。
•反应物浓度：控制反应物的精确浓度可以提高反应的选择性。
应用尿素的广泛应用使得尿素合成反应成为一项重要的工业化学反应。
它不仅用于肥料生产，还应用于医药、染料、塑料等领域。
结论尿素合成反应是一种重要的有机化学反应。
在理解其原理、反应条件和反应机制的基础上，进行反应优化可以提高合成效率和产品选择性。
随着对尿素应用领域的不断拓展，该合成反应的研究和发展也将得到进一步的推动。
参考资料：•Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry, 5th edition, A.I. Vogel, et al.•Organic Chemistry, T.W. Graham Solomons, et al.实验条件为了实现尿素的高效合成，需要控制一定的实验条件。
尿素生产原理
第一章尿素生产的工作原理第一节合成尿素原理1．合成尿素总反应式由液氨与二氧化碳气体直接合成尿素的总反应式为：2NH3(液)+CO2(气) ✍ CO(NH2)2(液)+H2O(液)+Q这是一个可逆的放热反应。
2．合成尿素的两个步骤合成尿素分两步进行：第一步由氨与二氧化碳生成中间产物甲铵，其反应式为：2NH3(液)+CO2(气) ✍ NH2COONH4(液) +100kJ/mol第二步由甲铵脱水生成尿素，其反应式为：(合成尿素过程中的控制反应)NH2COONH4(液) ✍ CO(NH2)2(液)+H2O(液)-27.5kJ/mol3．使甲铵液处于液相状态的条件使甲铵液处于液相状态的条件：·温度必须高于其熔点154℃；·压力必须高于其平衡压力80kgf/cm2。
4．尿素反应进行程度的表示方法以尿素的产率表示尿素的反应进行程度，由于尿素的生产都采用过剩氨，因此用二氧化碳转化率(2COX)来表示尿素的产率：5．反应温度对二氧化碳转化率的影响反应温度对二氧化碳转化率的影响：二氧化碳平衡转化率随反应温度升高而逐渐增大，在温度为190～200℃之间出现一个最高值，而后二氧化碳平衡转化率随着反应温度的上升而下降，因为甲铵脱水生成尿素的反应是合成尿素过程的控制反应，此反应吸热，因而提高反应温度对生成尿素有利，但二氧化碳平衡转化率在190～200℃后随着反应温度的升高而降低的原因，可能是由于产生副反应的缘故。
6．氨碳比对二氧化碳转化率的影响氨碳比对二氧化碳转化率的影响：在水碳比一定时，N/C 越高，CO 2转化率增加；当N/C=2时2CO X 为40％，N/C=3时2CO X 为54％，N/C=4时 2CO X 为67.5％。
7．水碳比对二氧化碳转化率的影响水碳比是指进入合成塔物料中水和二氧化碳的分子比由质量定律可知，增加水即增加生成物的浓度，不利于尿素的生成。
因此水碳比的增高，将使二氧化碳平衡转化率下降。
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。
2 液氨升压 1、2、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。
合成氨生产尿素原理
尿素合成氨生产原理一、生产原理尿素分子式(NH2)2C0,是由液氨和二氧化碳,在尿素合成塔反应生成铵基甲酸铵(甲铵),其中一部分脱水生成尿素,其反应式为:2NH3十C02=NH2COON4NH2C00NH4 = NH2CONH2十H20根据此反应机理,采用不同的压力、温度、氨碳比,形成各种生产工艺。
二、二氧化碳汽提工艺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。
现将典型的二氧化碳汽提尿素的生产流程介绍如下:1.原料液氨和气体二氧化碳的压缩由界外供给的液氨,用高压氨泵将压力提高到16.0兆帕,经氨加热器进一步加热到70℃,送入高压喷射器,将高压洗涤器出来的甲铵液增压,一并送人高压冷凝器的顶部。
由界外送来二氧化碳气体,经二氧化碳压缩机压缩至13.79兆帕进入其汽提塔底部。
2.合成和汽提在高压甲铵冷凝器上部送人新鲜的液氨,含有氨和二氧化碳的气提气以及循环返回系统的甲铵液也在14兆帕下送入,出口温度为168~170℃,氨/二氧化碳为2.8~2.9。
换热器用压力0.4兆帕温度143℃的沸水冷却,物料中的气体被冷凝,并反应生成甲铵,放出冷凝热和生成热,产生0.4兆帕的蒸汽,用于后续工序。
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。
尿素工艺
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。
尿素生产安全技术
尿素生产安全技术前言尿素是一种重要的化学品，广泛应用于化肥、塑料、医药等多个领域。
然而，尿素生产过程中存在着很多的安全风险，例如：化学反应中的火灾爆炸、气体泄漏、跑冒滴漏、粉尘爆炸等。
因此，尿素生产企业应当不断提升自身安全生产能力，以确保生产过程中的安全和稳定。
尿素生产的流程和原理尿素的制备流程一般包括以下几个步骤：1.合成氨生产2.氨气与二氧化碳反应生成尿素3.尿素脱水4.晶体化其中，合成氨生产主要是通过气体反应，使空气中的氮气与天然气中的氢气反应生成氨气。
氨气与二氧化碳反应生成尿素的反应式如下：N2 + 3H2 -> 2NH3NH3 + CO2 -> NH2COONH4尿素脱水一般采用真空蒸发或压力脱水的方法，将尿素水溶液中多余的水分去除。
晶体化是将脱水后的尿素蒸发结晶而成。
尿素生产中的安全隐患和对策火灾爆炸尿素生产过程中，常常涉及到高温高压条件下的各种化学反应。
因此，火灾爆炸是一个常见的安全隐患。
此时，企业应当采取以下的措施：1.设计合理的防火防爆措施：如安装消防设施，建立消防管道系统等。
2.采取必要的安全措施：对于含有易燃、易爆等物质的设备采用特殊的防爆设施，确保操作人员的人身安全。
3.加强员工培训：提高员工的安全意识和应急处理能力，切实做好安全防范工作。
气体泄漏尿素生产中，各种气体的泄漏是另一个值得关注的问题。
如氨气、二氧化碳等气体都具有毒性和易燃爆的特性。
以下是针对气体泄漏的安全措施：1.设置气体检测器：安装气体检测器可以及时发现气体泄漏的存在，避免大规模的事故发生。
2.加强气体管道的维护：保持气体管道的完整性，防止管道老化、腐蚀等导致泄漏的情况发生。
3.做好危险化学品的储存和运输：对危险化学品的储存和运输要求严格，防止针对危险品的严重事故发生。
跑冒滴漏和粉尘爆炸尿素生产过程中，跑冒滴漏和粉尘爆炸也是两个需要特别注意的安全隐患。
以下是对应的预防措施：1.对管道、阀门进行定期检查：在生产运营过程中，检查各管道、阀门、连接件等设备是否完好，做好必要的维修保养，优化设备运作效率，防止跑冒滴漏。
尿素工作原理
尿素工作原理
尿素是一种常见的有机化合物，化学式为（NH2）2CO。
它在工
业上被广泛用作肥料和化肥，也被用于制造塑料、胶粘剂和清洁剂
等产品。
尿素的工作原理主要包括其化学性质和应用特点两个方面。
首先，从化学性质来看，尿素是一种具有双官能团的有机化合物。
它含有两个氨基和一个羰基，这使得尿素具有很强的亲水性和
溶解性。
在肥料和化肥的应用中，尿素可以迅速溶解在水中，释放
出氨氮和羧基，为植物提供养分。
此外，尿素还可以与其他化合物
发生反应，形成氨、二氧化碳等物质，从而发挥肥料的作用。
其次，从应用特点来看，尿素在肥料和化肥行业有着广泛的应用。
它可以作为植物的氮源，为植物的生长提供必需的养分。
此外，尿素还可以作为一种高效的氮肥，可以迅速被植物吸收利用。
在工
业上，尿素还可以用于制造尿素树脂、尿素甲醛树脂等产品，这些
产品具有优异的耐热性和耐腐蚀性，被广泛应用于木材粘合、涂料、纺织品等领域。
总的来说，尿素的工作原理主要是基于其化学性质和应用特点。
它可以迅速溶解在水中，释放出氨氮和羧基，为植物提供养分；同
时，尿素还可以作为一种高效的氮肥，为植物的生长提供必需的养分。
在工业上，尿素还可以用于制造各种产品，具有广泛的应用前景。
因此，尿素作为一种重要的有机化合物，在农业和工业领域有着重要的作用和应用前景。
尿素合成
尿素合成工艺流程2.1尿素合成原理尿素合成的原料是氨和二氧化碳，后者是合成氨厂的副产品。
尿素合成反应分两步进行：①氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵(简称甲铵)；②甲铵脱水生成尿素，其反应式为：2NH3+CO2→NH2COONH4+159.47kJ①NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O-28.49kJ②总反应为：2NH3+CO2→CO(NH2)2+H2O-103.7kJ。
式①该步反应是一个可逆，强放热体积缩小的反应，在一定条件下，此反应率很快，容易达到平衡，且此反应二氧化碳的平衡转化率很高。
式②是可逆慢速微吸热的可逆反应,平衡转化率一般为50%~70%，也是是尿素合成中的控制速率的反应,该步需要在液相中进行。
氨与二氧化碳的摩尔比为2.0，温度为170~190℃时，压力高到足以使反应物得以保持液态时，甲铵转化成尿素的转化率(以CO2计)为50%；其反应速率随温度的提高而增大。
温度不变，转化率随压力的升高而增大，转化率达到某一值后，压力升高，转化率并不会有明显变化，此时，几乎全部反应混合物都以液态形式存在于合成系统中。
氨和二氧化碳的摩尔比提高，二氧化碳转化率增加，氨的转化率降低。
实际生产工艺过程中一般要求氨与二氧化碳的摩尔比≥3，这是由于氨的回收较二氧化碳容易，因此都需要使氨过量。
反应物料中水的存在将降低转化率，在工业设计过程中需要把循环物料中水分量降低到最小限度。
反应物料停留时间的增加可使转化率提高，但是这种做法并不经济。
典型的尿素合成工艺操作条件为温度180~200℃、压力13.8~24.6MPa、反应物料停留时间25~40min，氨与二氧化碳摩尔比2.8~4.5。
2.2水溶液全循环法工艺流程水溶液全循环法生产工艺流程详见图2去回收系统CO 2氨基甲酸铵液液氨 水溶液全循环法合成尿素示意流程图1-预反应器；2-尿素合成塔；3-预分离器；4-中压循环加热器；5-中压循环分离器；6-精馏塔；7-低压循环加热器；8-低压循环分离器；9-闪蒸槽；10-尿素贮槽；11-尿素溶液泵；12-一段蒸发加热器；13-一段蒸发分离器；14-二段蒸发加热器；15-二段蒸发分离器；16-熔融尿素泵； 17-造粒塔水溶液全循环法生产工艺流程说明如下:(1)二氧化碳的压缩与净化:纯度为96.2％的原料二氧化碳经一二段压缩到0.981～1.128MPa(绝经脱硫净化工序后，经五段压缩至21.61Mpa ，气体温度约为125℃，送往尿素合成塔。
合成氨生产尿素原理
合成氨生产尿素原理合成氨是一种重要的化学原料，在农业、化肥、化工等领域有广泛的应用。
而合成氨生产尿素是一种重要的合成氨应用方式之一、下面将详细介绍合成氨生产尿素的原理。
尿素是一种重要的化学化肥，它含有高氮含量，是植物生长所必需的主要营养元素之一、合成氨生产尿素是通过将合成氨与二氧化碳（CO2）反应而得到的。
1.合成氨的生产合成氨的生产是通过哈伯-博什过程进行的。
该过程中，氮气和氢气在高温高压条件下经过催化剂的作用相互反应，生成合成氨。
具体反应方程如下：N2+3H2->2NH32.尿素的生产尿素是通过合成氨与二氧化碳反应而得到的。
该反应又称为尿素合成反应，是一种直接合成反应，具体过程如下：2NH3+CO2->NH2CONH2+H2O在反应中，两个合成氨分子与一个二氧化碳分子发生反应，生成一个尿素分子和一个水分子。
尿素合成反应需要在一定温度和催化剂的作用下进行。
通常情况下，反应温度为140-180摄氏度，压力为1.5-3.5兆帕。
常用的催化剂为铁或钨等金属。
3.尿素的后处理尿素合成反应后，还需要进行一系列的后处理步骤，以提高产物的纯度和质量。
主要包括冷凝、结晶、干燥等步骤。
首先，在尿素反应产生的气体中冷凝回收未反应的合成氨，并将其循环使用。
然后，通过加热和结晶，将含有尿素的溶液分离为尿素晶体和母液。
最后，通过干燥将尿素晶体中的水分蒸发掉，得到纯净的尿素晶体。
尿素晶体经过各种处理后，可以制成不同颗粒度的尿素颗粒，以适应不同的农业和工业需求。
总结：合成氨生产尿素的原理是通过合成氨与二氧化碳反应而得到尿素。
具体过程中，合成氨和二氧化碳在适当温度和压力下经过催化剂的作用相互反应，生成尿素和水。
尿素生产还需要进行冷凝、结晶、干燥等后处理步骤。
尿素是一种重要的化学化肥，在农业和化工领域有广泛的应用。
化肥厂尿素装置生产原理及工艺流程
化肥厂尿素装置生产原理及工艺流程一、引言化肥厂尿素装置是化肥生产过程中的重要设备，用于生产尿素肥料。
本文将介绍尿素装置的生产原理和工艺流程。
二、尿素的生产原理尿素是一种氮肥，具有高氮含量、溶解性好等特点，被广泛应用于农业生产中。
尿素的生产原理主要包括合成部分和后处理部分。
2.1 合成部分尿素的合成是通过将氨气和二氧化碳在一定条件下反应得到的。
具体的反应方程式如下：2NH3 + CO2 -> NH2CONH2 + H2O上述反应是在一定压力和温度下进行的。
通常情况下，尿素的合成压力为100至180巴，温度为130至160摄氏度。
2.2 后处理部分尿素合成反应得到的产物中还包含着一些杂质，需要经过后处理步骤进行处理。
后处理主要包括脱水和浓缩两个步骤。
脱水是指将产物中的水分去除，以提高尿素肥料的含氮量和稳定性。
浓缩则是将产物浓缩，以便进行后续的干燥和颗粒化处理。
三、尿素装置的工艺流程尿素装置的工艺流程主要包括原料准备、合成反应、脱水、浓缩、干燥和颗粒化等步骤。
3.1 原料准备尿素的主要原料为氨气和二氧化碳。
氨气一般通过蒸发液氨或氨气合成装置进行提供，而二氧化碳可通过燃煤锅炉烟气或气化炉烟气提供。
3.2 合成反应合成反应是将氨气和二氧化碳在合成反应器中进行反应。
反应器内通常采用催化剂来加速反应速率，保证反应的高效进行。
3.3 脱水合成反应后得到的产物中含有一定的水分，在脱水塔中通过高温条件蒸发除去水分，以提高尿素肥料的纯度。
3.4 浓缩脱水后的产物含有浓度较低的尿素，为了提高尿素的浓度，需要经过浓缩塔进行浓缩处理。
3.5 干燥浓缩后的产物通过干燥器进行干燥，以去除水分和其他杂质。
干燥后的尿素颗粒具有较高的纯度和稳定性。
3.6 颗粒化干燥后的尿素通过颗粒化机进行颗粒化处理，使其形成均匀的粒状，便于储存和施用。
四、总结尿素装置是化肥厂生产尿素肥料的重要设备，其生产原理主要包括合成和后处理两个部分。
工艺流程包括原料准备、合成反应、脱水、浓缩、干燥和颗粒化等步骤。
尿素生产工艺流程
尿素生产工艺流程
一、氨合成
1.原料：天然气、煤、重油等。
2.反应原理：在高温高压下，原料经过催化反应生成氨气。
3.反应过程：将原料经过压缩、加热、催化等反应过程，最终生成氨气。
4.注意事项：控制反应温度、压力等参数，避免催化剂中毒等问题的发生。
二、尿素合成
1.原料：氨气、二氧化碳。
2.反应原理：在高温高压下，氨气和二氧化碳经过催化反应生成尿素。
3.反应过程：将氨气和二氧化碳分别压缩到高压下，加入催化剂进行反应，生
成尿素。
4.注意事项：控制反应温度、压力等参数，保持催化剂的活性。
三、后处理
1.原料：尿素溶液。
2.处理过程：将尿素溶液进行蒸发、结晶、干燥等处理，得到尿素产品。
3.注意事项：控制蒸发温度、结晶时间等参数，确保产品质量符合要求。
尿素生产方法原理-尿素的合成
（2）因水中溶有空气，使凝固点下降 。
判断题： 对于水的单组分体系，在三相点温度以下，增加压力，可以使水蒸气液化。
吉林树挂 [ H2O (g) H2O (s) ]
读图要点：
冷却气体D(D点)
对于原为气液混合物的E点，当将其加热时会变成单一气态混合物E1，而当其冷却时会成为液态(或固态)混合物E2。
气液混合物E(E点)
贰
壹
超临界NH3-CO2二元共沸相图的形状结以及气液相平衡变化规律，是尿素合成实际相图NH3一CO2一H 2O三元系以及NH3一CO2一H 2O —NH2CONH2四元系相图的基础。
在平衡体系所处的条件下，能够确保各相组成所需的最少独立物种数（或是能随心所欲地改变其数量的物质数目）称为独立组分数。它的数值等于体系中所有物种数 N 减去体系中独立的化学平衡数 s ，再减去各物种间的浓度限制条件r。
定义： C = N - ( s + r )
1.相律
1.相律
（3）自由度（degrees of freedom） 确定平衡体系的状态所必须的独立强度变量的数目称为自由度，用字母 f 表示。这些强度变量通常是压力、温度和浓度等。
第二章 尿素生产方法原理
第一节 尿素的合成
肆
相平衡
叁
化学平衡
贰
尿素合成塔结构的研讨
壹
合成工艺条件的确定
1、合成反应过程步骤：
氨基甲酸铵脱水生成尿素。
NH3与CO2混合物形成液相，并大部分以NH4COONH2形式存在。
一、化学平衡
一、化学平衡
*
NH3(g)+ CO2(g) = NH4COONH2 (l) H=-100.5KJ/mol 2-2-1 NH4COONH2(l) = NH2CONH2(l)+H2O(l) H=27.6KJ/mol 2-2-2
合成氨生产尿素基础学习知识原理
尿素合成氨生产原理一、生产原理尿素分子式(NH2)2C0，是由液氨和二氧化碳，在尿素合成塔反应生成铵基甲酸铵(甲铵)，其中一部分脱水生成尿素，其反应式为：2NH3十C02＝NH2COON4NH2C00NH4 ＝ NH2CONH2十H20根据此反应机理，采用不同的压力、温度、氨碳比，形成各种生产工艺。
二、二氧化碳汽提工艺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。
现将典型的二氧化碳汽提尿素的生产流程介绍如下：1．原料液氨和气体二氧化碳的压缩由界外供给的液氨，用高压氨泵将压力提高到16．0兆帕，经氨加热器进一步加热到70℃，送入高压喷射器，将高压洗涤器出来的甲铵液增压，一并送人高压冷凝器的顶部。
由界外送来二氧化碳气体，经二氧化碳压缩机压缩至13．79兆帕进入其汽提塔底部。
2．合成和汽提在高压甲铵冷凝器上部送人新鲜的液氨，含有氨和二氧化碳的气提气以及循环返回系统的甲铵液也在14兆帕下送入，出口温度为168～170℃，氨／二氧化碳为2．8～2．9。
换热器用压力0．4兆帕温度143℃的沸水冷却，物料中的气体被冷凝，并反应生成甲铵，放出冷凝热和生成热，产生0．4兆帕的蒸汽，用于后续工序。
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。
谈尿素生产的原理及工艺流程
谈尿素生产的原理及工艺流程摘要：在尿素的生产过程中应该尽量避免造成设备的腐蚀，防止发生安全事故，节约成本，实现企业生产长期稳定的进行，促进企业更好地发展。
关键词：尿素；生产；原理；工艺流程1尿素生产的基本原理1.1尿素合成的反应机理。
由氨和二氧化碳合成尿素的总反应式为：2NH3（l）+CO2（g）=CO（NH2）2（l）+H2O（l）（1）式（1）是一个可逆的放热反映，因受化学平衡的限制，NH3 和CO2 合成只能部分转化为尿素。
关于合成尿素的反应机理有多重说法，但一般认为反应是在液相中分两步进行的。
第一步，液氨与二氧化碳反应生成液态氨基甲酸铵，故称为甲胺生成反应：2NH3（l）+CO2（g）=NH4COONH2（l）+119.2kJ·mol-1 （2）式（2）是一个快速、强放热的可逆反应，如果具有足够的冷却条件，不断地将反应热取走，并保持反应进行过程的温度低到足以使甲胺冷凝为液体，这个反应容易达到化学平衡，而且平衡条件下转化为甲胺的程度很高。
压力对甲胺的生成速率有很大影响，加压有利于提高反应速率。
第二步，甲胺脱水反应，生产尿素： NH4COONH2（l）=CO（NH2）2（l）+H2O （l）-15.5kJ·mol-1 （3）式（3）是一个吸热的可逆反应，甲胺在固相中脱水速率极慢，只是在熔融的液相中才有较快的速率。
因此甲胺脱水主要是在液相中进行的，并且是尿素合成中的控制步骤。
脱水反应达到平衡时，甲胺的转化率只有 50%~70%，有相当数量的反应物未能反应生成尿素。
1.2尿素合成反应速率。
尿素合成反应过程是一个复杂的气液两相过程，在液相中进行着化学反应。
体系中既有传质过程，也有化学反应。
传质过程包括：气相中的氨与二氧化碳转入液相和水由液相转入气相。
液相的化学反应包括：氯与二氧化碳化合生成甲铵及甲铵转化为尿素和水。
当反应物系建立平衡时，气液和相间存在着平衡，同时液相内存在着化学平衡。
尿素生产原理
第一章尿素生产的工作原理第一节合成尿素原理1.合成尿素总反应式由液氨与二氧化碳气体直接合成尿素的总反应式为：2Nh （液）+CQ （气）CO （NH） 2 （液）+甩0 （液）+Q 这是一个可逆的放热反应。
2.合成尿素的两个步骤合成尿素分两步进行：第一步由氨与二氧化碳生成中间产物甲钱，其反应式为：2NH （液）+CQ （气）NfCQQNH 液）+100kJ/mol第二步由甲钱脱水生成尿素，其反应式为：（合成尿素过程中的控制反应）NHCQQNH 液）CQ （NH） 2 （液）+H2Q （液）-27. 5kJ/mol3.使甲钱液处于液相状态的条件使甲镀液处于液相状态的条件：•温度必须高于其熔点154C；•压力必须高于其平衡压力80kgf/cm2o4.尿素反应进行程度的表示方法以尿素的产率表示尿素的反应进行程度，由于尿素的生产都采用过剩氨，因此用二氧化碳转化率（X CQ Q来表示尿素的产率：5.反应温度对二氧化碳转化率的影响反应温度对二氧化碳转化率的影响：二氧化碳平衡转化率随反应温度升高而逐渐增大，在温度为190〜200 C之间出现一个最高值，而后二氧化碳平衡转化率随着反应温度的上升而下降，因为甲鞍脱水生成尿素的反应是合成尿素过程的控制反应，此反应吸热，因而提高反应温度对生成尿素有利，但二氧化碳平衡转化率在190〜200C后随着反应温度的升高而降低的原因，可能是由于产生副反应的缘故。
6.氨碳比对二氧化碳转化率的影响增加;当N/C二2 时Xcos为40%, N/C=3 时X CQ：为54%, N/C=4 时X CQ：为67. 5 %。
7.水碳比对二氧化碳转化率的影响水碳比是指进入合成塔物料中水和二氧化碳的分子比由质量定律可知，增加水即增加生成物的浓度，不利于尿素的生成。
因此水碳比的增高，将使二氧化碳平衡转化率下降。
在尿素生成过程中，水碳比每增加0.1 ,二氧化碳转化率则降低1 %o8.压力对二氧化碳转化率的影响压力对二氧化碳转化率的影响：在合成尿素的过程中，压力不是一个独立的变数，它依赖于温度、氨碳比及水碳比而定。
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尿素生产原理 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998第一章尿素生产的工作原理第一节合成尿素原理1．合成尿素总反应式由液氨与二氧化碳气体直接合成尿素的总反应式为：2NH3(液)+CO2(气) CO(NH2)2(液)+H2O(液)+Q这是一个可逆的放热反应。
2．合成尿素的两个步骤合成尿素分两步进行：第一步由氨与二氧化碳生成中间产物甲铵，其反应式为：2NH3(液)+CO2(气) NH2COONH4(液) +100kJ/mol第二步由甲铵脱水生成尿素，其反应式为：(合成尿素过程中的控制反应)NH2COONH4(液) CO(NH2)2(液)+H2O(液)mol3．使甲铵液处于液相状态的条件使甲铵液处于液相状态的条件：·温度必须高于其熔点154℃；·压力必须高于其平衡压力80kgf/cm2。
4．尿素反应进行程度的表示方法以尿素的产率表示尿素的反应进行程度，由于尿素的生产都采用过剩氨，因此用二氧化碳转化率(2COX)来表示尿素的产率：5．反应温度对二氧化碳转化率的影响反应温度对二氧化碳转化率的影响：二氧化碳平衡转化率随反应温度升高而逐渐增大，在温度为190～200℃之间出现一个最高值，而后二氧化碳平衡转化率随着反应温度的上升而下降，因为甲铵脱水生成尿素的反应是合成尿素过程的控制反应，此反应吸热，因而提高反应温度对生成尿素有利，但二氧化碳平衡转化率在190～200℃后随着反应温度的升高而降低的原因，可能是由于产生副反应的缘故。
6．氨碳比对二氧化碳转化率的影响氨碳比对二氧化碳转化率的影响：在水碳比一定时，N/C 越高，CO 2转化率增加；当N/C=2时2CO X 为40％，N/C=3时2CO X 为54％，N/C=4时 2CO X 为％。
7．水碳比对二氧化碳转化率的影响水碳比是指进入合成塔物料中水和二氧化碳的分子比由质量定律可知，增加水即增加生成物的浓度，不利于尿素的生成。
因此水碳比的增高，将使二氧化碳平衡转化率下降。
在尿素生成过程中，水碳比每增加，二氧化碳转化率则降低1％。
8．压力对二氧化碳转化率的影响压力对二氧化碳转化率的影响：在合成尿素的过程中，压力不是一个独立的变数，它依赖于温度、氨碳比及水碳比而定。
合成尿素的操作压力一般较平衡压力稍高。
所谓平衡压力即反应达到气液相之间的物理平衡，也达到了化学平衡，此时物系的压力，若操作压力低于平衡压力，不但氨从液相中逸出，使液相中过剩氨降低，同时也会使甲氨分解，从而降低了CO 2转化率。
9．影响合成尿素的反应速度的因素合成尿素的反应速度常用单位时间内所能达到的CO 2转化率表示(即尿素生成速度)，其影响因素如下：·温度的影响：在多数温度下，对于相同的反应时间，随着温度的增加，CO 2转化率也增加。
温度超过200℃时，反应速度变慢，CO 2转化率反而下降，这可能是由于产生副反应等的结果。
·过剩氨的影响：由于过剩氨的存在，降低了甲铵的熔点，温度为150℃时，虽然低于甲铵的熔点，但一开始物系便为液相反应，速度就较快。
在相同温度下，有过剩氨时反应速度较大，而且CO 2转化率也较高。
·液体动力学条件的影响：在工业上尿素合成塔内物料由于温差、比重的不同产生了返混现象，返混的结果，使合成塔上部尿素含量较多的物料与底部尿素含量较少的物料混合，这不仅降低了出口物料中尿素的浓度，而且由于顶部生成物(尿素和水)返回底部，使反应速度降低。
因此在直径大，高径比小的合成塔中，必须考虑防止返混现象。
为了防止返混现象，一般在合成塔内装置若干筛板。
物料经筛板时由于断面缩小，流速加大，增加了流动状态，增加了氨和二氧化碳的接触面积，加快了反应速度，因此增加了筛板后，提高了二氧化碳转化率。
10．气提塔中气提过程及原理气提过程：气提塔实际上是一个多管降膜式湿壁塔。
合成塔来的反应液，其中含氨：29％、二氧化碳：19％、尿素：％。
通过合成塔出料调节阀HV201进入气提塔上花板，每根气提管上部有一液体分布器，当液体流过分布器小孔后呈膜状向下沿管内壁流动。
随着阀开度的改变，分布器上液层高度也改变。
负荷高，液层高，流过小孔流量大，反之即小。
当液体下流后与下部来的二氧化碳气体相遇，首先是游离氨被逐出，再向下是甲铵分解即以两个氨分子一个二氧化碳分子这样的比例分解出来。
由于管外有，温度为230℃的饱和蒸气供给热量，使分解反应不断进行。
气提过程所以能实现是由于与反应液呈平衡的溶液表面上氨蒸汽压力始终大于气相中氨分压。
这样氨一直可以被分解出来，而二氧化碳则是由于化学平衡关系，当减低气相氨的浓度后，反应向左进行。
气提原理：所谓气提就是一种气体通过反应物，从而降低气相中氨和(或)二氧化碳的分压，使甲铵分解。
其基本原理如下：·采用甲铵离解压力关系来说明甲铵分解反应式为：NH 2COONH 4(固) = 2NH 3(气)+CO 2(气)平衡常数 K P =P 3·y 2NH 3·yCO 2当纯的固体甲铵离解时，气相中氨碳比等于2Kp = P 3S ·y 2NH 3·yCO 2= P 3S ·(2/3)·1/3= 4P S /27P S ----纯固体甲铵离解压力。
由上述两式比较得：当温度一定时，P S 为常数，当用纯二氧化碳、纯氨或其他任何惰性气体作为气提剂时，气相中yNH 3或yCO 2的浓度趋近零，则总压趋近于无穷大，这就说明，在任何压力下操作都能使甲铵完全分解。
·采用液态甲铵的生成或分解来说明2NH 3(液)+CO 2(液) = NH 2COONH 4(液)平衡常数K C (液) =液）液）液）](CO [(]2NH [](COONH NH [22342溶液中氨和二氧化碳与气相中的氨和二氧化碳处于平衡，假设它们分别符合拉乌尔与亨利定律，则有：PNH3=P0NH3·〔NH3〕(液)PCO2=HCO2·〔CO2〕(液)PNH3---溶液中氨的平衡分压PCO2---溶液中二氧化碳的平衡分压p0NH3----纯氨的饱和蒸汽压HCO2----二氧化碳的亨利系数〔NH3〕(液)----液相中氨的分子分率〔CO2〕(液)----液相中二氧化碳的分子分率由上述各式可知，当用二氧化碳为气提剂时，气相中的氨分压趋近于零，则液相中氨的平衡分压大于实际气流中的氨分压，故液相中的氨不断汽化逸出，液相中〔NH3〕(液)降低，反应向着甲铵分解成氨和二氧化碳的方向进行。
这就促使了液相中甲铵的分解。
在甲铵分解的同时，液相中〔CO2〕(液)增加，与此相平衡的二氧化碳分压大于实际气相中的二氧化碳分压，促使液相中二氧化碳汽化逸出。
因此液相中甲铵不断分解，液相中氨和二氧化碳不断汽化逸出，从而实现气提过程。
以氨或变换气等为气提剂时其原理与上述相同。
从理论上讲，在任何压力和温度范围内，用气提的方法都可以把溶液中未反应的甲铵完全分解。
但在工业上，由于要求过程在一定的速度下进行，因此必须保持足够高的温度。
11．影响二氧化碳气提操作的主要原因·压力提高二氧化碳气提压力，气提效率降低。
·温度尿素溶液中游离氨的蒸出和甲铵的分解均需要吸收热量，因此提高温度对气提有利。
·液气比二氧化碳气提塔的液气比由合成塔本身所决定，不能任意改变。
但由于液体分布器工作不正常时，对于每一根气提管而言，它的液气比是可以变化的。
增加液气比，气提效率将降低。
因此设计液体分布器务必使每根气提管内分布的液体量均匀。
·停留时间尿素溶液在二氧化碳气提塔中停留时间太长，缩二脲的生成及尿素水解将增加。
根据变换气提实验表明在不同温度下尿素溶液在每分钟内的水解率如下表：尿素溶液在每分钟内的水解率尿素在气提塔内水解及生成缩二脲不仅影响了整个合成系统的尿素生成量，也影响了尿素产品的质量，因此应尽量缩短液体在二氧化碳气提塔内的停留时间。
流体停留时间按平均流量计为小于一分钟。
·液体负荷二氧化碳气提塔实质上是一个用蒸汽加热的多管降膜式湿壁塔，管中液膜的厚度必然会影响到气提传热的效率，即影响到气提效率，液体负荷过大，液膜增厚，将使气提效率降低。
液体负荷过小，则不能润湿整个管壁，使管内局部温度超温，腐蚀加剧，因此，每一根气提管的液体负荷是有一定的操作范围的。
第二节低压分解吸收原理1．精馏塔的精馏过程高压圈合成的合成液，经气提塔气提后，由气提塔出料调节阀压力由145kgf/cm2减压至5～6kgf/cm2，使气提液中的部分甲铵分解成为氨和二氧化碳气体。
未分解的气提液进入精馏塔顶部填料层的精馏段，不断往下流动，，进入下部加热器底部，由高调水供热后，进入中间加热器和顶部加热器，由6kgf/cm2蒸汽进行加热，使气提塔中未分解的甲铵进一步分解，分离器出来的气体经过升气帽由填料层的精馏段不断上升，进行传热与传质，气相中的沸点较高的水蒸汽不断地被塔顶流下来的溶液所冷凝，尿液中未分解的甲铵被气体加热后，不断分解和气化成氨和二氧化碳，所以塔顶气体主要是高浓度的氨和二氧化碳，进入低压循环系统吸收，顶部加热器排出的主要是尿素的水溶液，进入闪蒸槽进一步提浓。
2．低压分解温度与压力对低压分解的影响·分解温度的影响：低压分解温度越高，低压甲铵分解率与总氨蒸出率也越大，液相中残余的CO2与NH3含量越少。
·分解压力的影响：分解压力愈低，总氨蒸出率越高，甲铵分解率也升高，液相中残余氨和CO2就越少。
3．低压分解温度对蒸发系统的影响低压分解压力不变时：·温度低，分解后分解液中NH3/u和CO2/u高，分解液中含游离氨和甲铵多，进入蒸发后游离氨与甲铵的蒸馏和分解大量吸热，蒸发的热负荷增加，蒸发加热器的蒸汽量增大。
如果蒸汽供应不足，则蒸发尿液温度提不起来，使蒸发表冷器的冷凝负荷增加，冷却水增大，则蒸发真空度提不起来。
使进入造粒室的尿素溶液浓度过低，这样容易导致成品水份高，所以分解温度低，不但增加生产中氨耗，同时影响产品质量。
·系统大减量后精馏塔负荷轻，出液温度高，分解后分解液中甲铵和游离氧虽然少，但是进入蒸发的尿液中缩二脲含量高，尿素的水解增加，影响产品质量，影响氨耗。
低压分解后尿液中一般要求缩二脲含量在～％以下。
因此高压圈减量生产后，应及时调节精馏塔温度。
根据上述两点，低压分解温度应控制在最佳状态，正常温度一般在140℃以下。
第三节解吸原理1．解吸的含义解吸的含义：解吸就是吸收的反过程，利用氨在不同压力和温度下，在水中的溶解度不同，使氨被解吸出来，这就叫解吸。
2．设置解吸的目的·将氨水槽中的氨与二氧化碳用蒸汽蒸出来后，进入回流冷凝器冷凝后，高浓度的回流液返回低压吸收系统，使原料得到全部利用，以达到降低原料消耗的目的。