二氧化碳气提法生产尿素工艺流程

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二氧化碳汽提法生产尿素工艺

解吸水解系统
工艺冷凝液外送
造粒系统粒料产品
二氧化碳汽提法生产尿素工艺简介
二氧化碳气提法的生产步骤可分为四个阶段：
1、原料二氧化碳的压缩和液氨的加压； 2、在合成塔中进行尿素的合成和在高压下用CO2气提合成反应液，并将反应液中未反应的CO2与氨的大部分气提出来，并返回尿素合成塔中重新利用； 3、将气提后溶液降低压力并加热，继续进下一步回收未反应CO2与氨，并将冷凝吸收下来的回收液返至尿素合成塔，此回收称为循环过程； 4、尿素溶液的蒸发和造粒。
二氧化碳汽提法生产尿素工艺简介
为处理未反应的氨和二氧化碳，可以将合成熔融物加热分解，使成气体逸出。而用二氧化碳在合成压力下将尿素熔融物气提，使其中的甲胺分解，返回合成系统，就称为二氧化碳汽提法。
二氧化碳汽提法生产尿素工艺简介
液氨加压
空气
合成系统低压循环蒸发系统
二氧化碳
甲铵液循环
稀甲铵液循环
蒸发工序
蒸发工序主要是将尿液加工成固体尿素。将尿液蒸浓到99.7%的熔体，造粒成型。此法称为蒸发造粒法。（P339、P367）
后期安排
在5月初到5月底这段时间完成物料衡算、热量衡算、设备的选型及流程图的绘制。六月份开始论文的编写及改正，并准备PPT论文答辩。
谢谢!
循环工序
循环系统包括分解和冷凝吸收两个工艺。分解工艺主要有精馏塔、闪蒸槽、解析塔等设备；冷凝吸收工艺有中、低压吸收塔和低压甲胺冷凝器等设备。此外，还有尿素水解塔与循环加热换热器以及高压甲胺泵等液体输送设备。（P293）
蒸发工序
尿素溶液提浓是采用蒸发工艺去掉尿液中的水分达到的。蒸发后尿液中含有水量应尽量降低，以满足造粒后产品质量的要求，当成品尿素中含水量要小于0.3%时，则蒸发后的熔融液进入塔前必须浓缩到99.7%以上。按照尿素溶液蒸发特性的要求，便采用了真空蒸发工艺和两段真空蒸发工艺的理由。

二氧化碳气提法生产尿素工艺研究

二氧化碳气提法生产尿素工艺研究二氧化碳气提法尿素生产工艺由荷兰斯塔米卡邦公司于1964年开始中试试验，1967年建成第一套工业装置，在20世纪70年代初期得到迅速发展，现在已成为世界上建厂最多、生产装备能力最大的尿素生产工艺。

一、二氧化碳气提法尿素生产工艺流程1、原料的压缩、合成与气提从低温甲醇洗工序来的CO2气体，经液滴分离器分离后，在一段入口与一定量的空气混合（空气量为CO2体积的4%）进入CO2压缩机，经过一～三段压缩进入脱硫槽，脱去CO2气体中硫等杂质后，进入四段气缸压缩；经四、五段压缩后，首先进入高压CO2加热器，将CO2温度提高到150℃。

进入脱氢反应器脱氢，H2被氧化为水，脱氢后二氧化碳含氢及其它可燃气体小于50ppm。

脱氢后气体经二氧化碳冷却器冷却至120℃后进入二氧化碳气提塔底部，对由尿素合成塔来的尿液进行气提，使尿液中的甲铵分解成氨和二氧化碳，溶解在尿液中的氨和二氧化碳也解吸出来。

解吸出来的气体与二氧化碳气体一道从气提塔顶部排出，进人高压甲铵冷凝器。

液氨来自液氨球罐，经液氨升压泵进入高压液氨泵的入口。

液氨经高压液氨泵加压后，送往高压喷射器作为喷射物料，将由高压洗涤器来的浓甲铵液带人高压甲铵冷凝器。

在高压甲铵冷凝器中，氨与二氧化碳反应生成甲铵，甲铵液和少量未冷凝的氨和CO2从高压甲铵冷凝器底部出来，分成两条管线送入合成塔的底部，在合成塔内甲铵发生脱水反应生成尿素和水。

合成塔内设有筛板，目的是为了防止物料在合成塔内返混，保证物料在塔内的停留时间约1h。

尿液经合成塔上部的溢流管从塔底出口出来，经过液位调节阀，进入气提塔的上部。

尿液经气提塔内液体分配器均匀地分配到每根气提管中，沿管壁成液膜状下降。

由气提塔下部通入的来自二氧化碳压缩机的CO2气体，在管内与尿液逆流接触，气提管外用蒸汽加热。

尿液中未转化的甲铵发生分解生成氨和二氧化碳，与未转化的氨和二氧化碳一同被二氧化碳气提出来。

气提气从气提塔顶排出，去高压甲铵冷凝器，气提后的尿液从气提塔底部排出。

产万吨尿素工艺设计

尿素工业化生产以来地百余年间,一直是肥料工业生产地主要品种.本设计是年产10万年吨尿素二氧化碳气提法化工工艺地设计；也介绍了尿素地性质、用途、生产方法和市场地发展状况；尿素生产以煤为原料,采用改进型CO2汽提法工艺.尿素合成中有二氧化碳压缩,液氨升压,合成和气提,蒸发、解读和水解以及造粒等工序.主要进行了尿素地工艺计算、降温设备地设计、设备选型,并绘制工艺流程图.关键词：尿素,二氧化碳气提法,设计计算用于尿素生产地CO2中都含有一定量地CO、H2、CH4、N2及硫化物等.这是因为CO2来源于脱碳后地解读气,无论采用什么方法脱碳,在脱碳液吸收CO2地同时,还溶解了一定量地CO、H2、CH4、N2及硫化物等,当脱碳溶液再生时这些气体随同CO2一同被解读出来,另外,通过加空气到CO2中以对设备进行防腐保护.上述气体在整个工艺过程中极少或完全不冷凝,并随未反应地NH3及CO2由合成塔顶排放出来,经过高压洗涤塔吸收大部分氨及CO2,气体混合物中H2、CO、CH4和O2浓度急剧上升,这些可爆气体地存在是尿素生产地最大安全隐患.尿素主要产品为合成氨、尿素、纯碱、氯化铵、精甲醇、复合肥、精细化工产品和热电产品.尿素生产以煤为原料,采用改进型CO2汽提法工艺.CO2中带有一定量地CO、H2、CH4、N2及硫化物等,既存在可燃气体爆炸地安全隐患,又有硫对设备腐蚀地担忧.国内已有尿素系统发生爆炸地先例.一、总论（一）概述尿素原料主要是二氧化碳和氨.尿素产品用途广泛,其主要用作化肥.工业上还用作制造脲醛树酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛树脂地原料,在医药、炸药、制革、浮选剂、颜料和石油产品脱蜡等方面也有广泛地作途.据统计,我国现有尿素生产企业200多个,规模分为大型（引进48万吨/年以上）、中型（13—30万吨/年以上）、小型（4—13万吨/年）,我国中小氮肥企业中90％采用煤为原料,近年来产能发展较快.据统计,2005—2007年尿素新建装置增加产能累计987万吨,加上现有装置产能地自然增长,2005—2007年我国累计增加尿素产能1340万吨,到2007年底尿素产能达到5300万吨以上.预计2008—2009年新建装置产能为715万吨,到2009年底全国尿素产能将达到6000万吨.1．产品用途尿素主要用作化肥.工业上还用作制造脲醛树酯、聚氨酯、三聚氰胺-甲醛树脂地原料,在医药、炸药、制革、浮选剂、颜料和石油产品脱蜡等方面也有广泛地作途.尿素加热至200℃时生成固态地三聚氯酸（即氰尿酸）.三聚氰酸地衍生物三氯异氰尿酸、二氯异氰酸钠、异氰尿酸三（2-羟乙酯）、异氰尿酸三（烯丙基）酯、三（3,5-二叔丁基-4-羟基苄基）异氰酸酯、异三聚氰酸三缩水甘油醚、氰尿酸三聚氰胺络合物等有许多重要应用.前两者是新型高档消毒、漂白剂,三氯异氰尿酸全世界总所产能力超过8万吨[4].2．尿素地基本信息（1）尿素分子式：CH4N2O；相对分子质量：60．06.（2）外观：无色或白色针状,或棒状结晶体,工业品为白色略带微红固体颗粒,无臭无味.（3）密度：1．335g/mm.（4）熔点：132．7°C.（5）溶解性：溶于水、醇,不溶于乙醚、氯仿,呈微碱性.（6）CAS号:57-13-63．产品市场需求国内大部分地区尿素市场行情基本平稳,市场需求清淡,市场信心不足.国内尿素市场需求持续疲软,但在国际尿素价格涨势不减地情况下,国内尿素出口形势向好,受出口影响局部地区尿素价格出现了小幅波动,然而国内需求市场气氛持续冷清,市场成交较为有限,因此市场价格波动甚微,市场人士预计尿素市场行情将继续以稳为主,不乏小幅调整.西北市场：西北地区尿素市场行情平稳.陕西主流报价在1600元/吨左右,市场批发价在1600元/吨左右.甘肃主流报价在1520元/吨左右,市场批发价在1600元/吨左右.新疆主流报价在1600元/吨,市场批发价在1680元/吨左右.宁夏地区主流报价在1570元/吨,市场发价在1620元/吨左右.4．尿素产量2006年全国尿素总产量4578．6万吨（实物）,同比增长10．1%,其中大型引进装置企业生产尿素1287．9万吨（占全国尿素地28%）；2007年尿素产量4987．5万吨,同比增长10．9%,其中大型引进装置生产1316．3万吨（占全国26．4%）；2008年全国生产尿素约5104．1万吨,同比增加10．2%,其中大型引进装置生产1323．9万吨,（占全国24．5%）.可以看出,近两年,全国尿素产量年增长率基本在10%以上,其中大化肥增长率与全国产量增长率持平.（二）尿素地国内研究现状及发展水平1．尿素地国内研究现状2009年7月,全国尿素产量为263．6574万吨,去年同期为229．2333万吨,1-7月累计产量为1718．2346万吨,同比增长9．5%.其中山东省7月产量为39．1795万吨,同比增长8．3%.无烟煤市场走势暂稳,但市场成交情况依旧较为不理想,前期维持零库存地煤炭企业目前也已经开始逐步增加库存,部分市场人士表示,由于下游企业需求量持续不振,不排除近期无烟煤价格继续下调.现晋城地区无烟煤洗中块、洗小块主流价格分别为810-900元/吨、790-840元/吨；阳泉地区无烟煤洗中块、洗小块主流价格分别为900元/吨、800元/吨.国内尿素市场由于市场信心地恢复,出口及淡储政策地落实,局部性地,阶段性地机会依然存在.2．尿素技术发展水平世界尿素技术研究和发展地总体趋势主要体现在六个方面：一是较高地工艺效率,以减少原材料消耗和降低能耗；二是较高地装置运行可靠性,以实现安全、低腐蚀、高开工率、易操作；三是高产品质量,满足用户需要；四是低环境污染,减少废水和粉尘排放；五是改进设备材料,减缓腐蚀、延长使用寿命；六是优化工艺和设备布置,降低投资成本.在目前众多典型工艺流程中,建厂最多地是二氧化碳汽提和氨汽提工艺.随着汽提法尿素工艺地日趋成熟,原料利用率和能量利用率已达到预期目标.为实现以最小投入获得最大效率和效益地新目标,汽提工艺地技术专利商积极实施了对传统工艺流程地完善改造,重点突出了改善装置运转地安全性、降低消耗、减少环境污染等方面,把技术进步放在提高装置整体效率上；尤其是在九十年代后期,随着新型耐蚀材料和设备结构地改进,促进了尿素生产技术水平地提高.二、尿素生产原理尿素地生产可以天然气、煤炭、重油等为原料.中国地能源储备具有“缺油、少气、有煤”地特点,与之相适应,国内尿素产业也形成了独特地工艺路线结构：中、东部企业地生产原料以煤炭为主,而西部大型装置特别是中石油下属地尿素企业均以天然气为原料.目前国内尿素原料构成比例为：煤基企业占72%,气基企业占26%,其余2%则为油基企业.制造尿素地原料是天然气、煤或石油之一和空气转化成氨和二氧化碳.由液氨和二氧化碳气体直接合成尿素地总反应式为：2NH3+CO2—(NH2)2CO+H2O这是一个可逆地放热反应.实际上,该反应分两步进行.第一步由氨与二氧化碳生成中间产物氨基甲酸铵NH4COONH2,简称甲铵.第二步是甲铵脱水生成尿素,其反应式为：2NH3+CO2—NH2CO2NH4 +159．47kJ (2-1)NH2CO2NH4—NH2CONH2+H2O -28．49kJ (2-2)式(2-1)是强放热反应,在常压下反应速度很慢,加压下则很快.式(2-2)是温和地吸热反应.当温度为170～190℃,氨与二氧化碳地摩尔比为2．0,压力高到足以使反应物得以保持液态时,甲铵转化成尿素地转化率(以CO2计)为 50％；其反应速率随温度地提高而增大.当温度不变时,转化率随压力地升高而增大,转化率达到一定值后,继续提高压力,不再有明显增大,此时,几乎全部反应混合物都以液态存在.三、尿素地生产方法（一）水溶液全循环法水溶液全循环法是20世纪60年代以来地经典生产工艺.水溶液全循环法为尿素生产地发展做出了重大贡献,不仅使生产能力大大增加而且使二氧化碳和氨地消耗大大降低,因此它曾经被广泛地采用.该法存在地主要问题有以下几点.1．能量利用低.尿素合成系统总地反应是放热地,但因加入大量过剩氨以调节反应温度,反应热没有利用.2．一段甲铵泵腐蚀严重.高浓度甲铵液在90～95度时循环入合成塔,加剧了对甲铵泵地腐蚀,因此一段甲铵泵维修频繁,是水溶液全循环法地突出弱点.3．流程过于复杂.（二）氨气提法氨气提法20世纪70年代初实现了工业化,虽然不如二氧化碳气提法应用广泛,但现在有后来居上地趋势.含氨量高,回收反应热多,设备腐蚀低,机械设备投资少,操作稳定.（三）二氧化碳气提法二氧化碳气提法是20世纪60年代后期开发出地生产工艺,现在已成为世界上建厂最多、生产能力最大地生产方法.它地主要特点如下.1．采用与合成等压地原料二氧化碳气提以分解未转化地大部分甲铵和游离氨,残余部分只需再经过一次低压加热闪蒸分解即可.从而免去了操作条件苛刻、腐蚀严重地一段甲铵泵.缩减了流程和设备,并使操作控制简化[2].2．高压冷凝器与合成等压下冷凝气提气,冷凝温度较高,返回合成塔地水量较少,有利于转化率地提高.同时有可能利用冷凝过程生成甲铵时放出地大量生成热和冷凝热来副产低压蒸汽,除气提塔需不加蒸汽外,低压分解、蒸发及解吸等工序都可以利用副产蒸汽,从总体上看可以降低蒸汽地消耗及冷却水用量.3．二氧化碳气提法中地高压部分,,如高压冷凝器地甲铵液及来自高压洗涤器地甲铵液,均采用液位差使液气物料自流返回合成系统,不需用甲铵泵输送,不仅可以节省设备和动力,且操作稳定.但为了造成一定地位差就不得使设备之间保持一定地位差.因此,需要巨大地高层结构来支撑设备.4．由于采用二氧化碳气提,所选用地合成塔操作压力较低（14-15MPa）,因此节省了压缩机和泵地动力消耗,同时也降低了压缩机、合成塔地耐压要求.便于采用蒸汽透平驱动地离心式二氧化碳压缩机,对强化设备地生产能力和提高热能利用十分有利.5．在整个流程中循环地物料量较少,动力消耗较低.但是较低地氨碳比又使得在高压部分物料对设备地腐蚀严重.另外,因氨碳比低,氨量少,故缩二脲生成量高.通过以上综述及比较,本设计我选用了二氧化碳气提法生产尿素.四、工艺条件及工艺流程概述和流程图（一）工艺流程概述和流程图1．工艺流程概述由液氨和二氧化碳合成尿素反应液从合成塔1底部排出,经液位控制阀流入气提塔2地顶部,温度约为183度,经液气分布器均匀流入气提塔内,与气提塔底部进入地二氧化碳气在管内逆流气提,气提塔管外用2．1MPa蒸汽加热,将大部分甲铵和过剩氨分解及解吸,气提后尿液由塔底引出,经自动减压阀降压到0．3MPa.由于降压,甲铵和过剩氨进一步分解、气化,吸取尿液内部地热量,使溶液温度下降到约107度.气液混合物进入精馏塔3,喷洒在鲍尔环填料上,然后尿液从精馏塔填料段底部送入循环加热器4,被加热到约135度时,返回精馏塔下部分离段.在此气液分离,分离后地尿液含甲铵和过剩氨极少,主要是尿素和水,由精馏塔底部引出,经减压后再进入真空蒸发系统.气提塔顶部出来地气体（含氨气40%,二氧化碳60%）,进入高压甲铵冷凝器5内,与高压喷射器来地原料液氨和回收地甲铵液反应,大部分生成甲铵,其反应热由管外副产蒸汽移走.反应后地甲铵液及未反应地氨气、二氧化碳气分两路进入尿素合成塔底部,在此未反应地氨、二氧化碳继续反应,同时甲铵脱水生成尿素.尿素合成塔顶部引出地未反应气,主要含氨、二氧化碳及少量水、氮气、氢气、氧气等气体,进入高压洗涤器6上部地防爆空间,再引入高压洗涤器下部地浸没式冷凝器冷却管内.管外用封闭地循环水冷却,使管内充满甲铵液,未冷凝地气体在此鼓泡通过,其中氨和二氧化碳大部分被冷凝吸收,含有少量氨、二氧化碳及惰性气体再进入填料段.由高压甲铵泵16打来地甲铵液经由高压洗涤器顶部中央循环管,进入填料段与上升气体逆流相遇,气体中地氨和二氧化碳再次被吸收.吸收氨和二氧化碳地浓甲铵液温度约160度,由填料段下部引入高压喷射器循环使用.未被吸收地气体由高压洗涤器顶部引出经自动减压后进入吸收塔7下部,气体经吸收塔两段填料与液体逆流接触后,几乎将氨和二氧化碳全部吸收,惰性气体由塔顶放空.精馏塔下部分离段出来地气体经气囱与喷淋液在填料段逆流接触,进行传质和传热.尿液中易挥发组分氨、二氧化碳从液相解吸并扩散到气相,气体中难挥发组分水向液相扩散,在精馏塔底得到难挥发组分尿素和水含量多地溶液.气相得到易挥发组分氨、二氧化碳地气体,这样降低了精馏塔出口气体中地水含量,利于减少循环甲铵液中地水含量.由精馏塔顶引出地气体和与解吸塔11顶部出来地气体一并进入低压甲铵冷凝器8,同低压甲铵冷凝器液位槽9地部分溶液在管间相遇,冷凝并吸收,其冷凝热和生成热靠循环泵14和冷却器15强制循环冷却,然后气、液混合进入液位槽9进行分离.被分离地气体进入吸收器10地鲍尔环填料层,吸收剂是由吸收塔来地部分循环液和吸收器本身地部分循环液,经由吸收器循环泵17和吸收器循环冷却器18冷却后喷洒在填料层上,气液在吸收器填料层逆流接触,将气体中氨和二氧化碳吸收,未吸收地惰性气体由塔顶放空,吸收后地部分甲铵液由塔底排出,经高压甲铵泵16打入高压洗涤器作吸收剂.蒸发系统回收地稀氨水进入氨水槽24,大部分经解吸塔给料泵20和解吸塔热交换器21,打入解吸塔11顶部,塔下用0．4MPa蒸汽加热,使氨水分解,分解气由塔顶引出去低压甲铵冷凝器,分解后地废水由塔底排放[5].2．工艺流程图图1 二氧化碳气提、循环、回收过程地工艺流程1-合成塔 2-气提塔 3-精馏塔 4-循环加热器 5-高压甲铵冷凝器 6-高压洗涤器7-吸收塔8-低压甲铵冷凝器 9-液位槽 10-吸收器 11-解读塔 12-吸收塔循环泵13-循环冷凝器14-循环泵 15-冷却器 16-高压甲铵泵17-吸收器循环泵18-吸收器循环冷却器19-闪蒸槽冷液泵 20-解读塔给料泵 21-解读塔热交换器 22-吸收塔给料升压泵 23-顶部加料冷却器 24-氨水槽（二）工艺条件1．温度因为甲铵地分解反应,过量氨及游离二氧化碳地解吸都是大量吸热地过程.所以,在设备材料允许地情况下,应尽量提高气提操作温度,以利于气提过程地进行.但是,温度太高则腐蚀严重,同时加剧副反应地发生,这将影响尿素地产量和质量.工业生产上,气提塔操作温度一般选为190度左右.通常用2．1MPa地蒸汽加热以维持塔内温度.2．压力从气提地要求来看,采用较低地气提操作压力,有利于甲铵地分解和过量氨地解吸,这样能减少低压循环分解地负荷,同时提高气提效率.但是,实际生产中二氧化碳气提操作是采用与合成操作等压地条件进行地,因为这样有利于热量地回收,同时能降低冷却水和能量消耗.如果采用较低地压力,会使尿素合成率降低,从而增大氨和二氧化碳地循环量,同时还会使气提后气体中水含量增加,使返回甲铵液浓度降低,影响合成率.3．液气比气提塔地液气比是指进入气提塔地尿素熔融物与二氧化碳地质量比,它是由尿素合成反应本身地加料组成确定地,不可以任意改变.从理论上计算,气提塔中地液气比为3．87,生产上通常控制在4左右,液气比地控制是很重要地.当塔内液气比太高时,气提效率显著下降；液气比太低,易行成干管.造成气提管缺氧而严重腐蚀.在生产上,除了控制气提塔地液气比外,还要严格要求气提塔中地液气均匀分布.4．停留时间尿素熔融液在气提塔内停留时间太短,甲铵和过量氨来不及分解,达不到气提地要求；但停留时间过长,气提塔生产强度降低,同时副反应加剧,影响产品产量和质量.一般气提塔内尿液停留时间以1min为宜.五、工艺计算用常压精馏塔分离尿素-二氧化碳混合液.要求年产10万吨尿素（年生产天数为320天）,其含量为90%,进料组成为40%,塔釜残液组成为0．1%（以上均为尿素地质量分数）,泡点进料,进料温度为160度,R=1．5Rmin,物系地相对挥发度为1．7,试计算：（1）进料量及塔釜残液量（kmol/h）；（2）若R=1．5Rmin求实际回流比.(3) 理论塔板数[8].可根据精馏塔地物料衡算来求得进料液(F)、塔顶地馏出液(D)和塔釜液(W)公式：总物料平衡 F＝D+W (5—1)易挥发组分平衡 F X F＝DX D+WXw (5—2)式中 F 原料液摩尔流量,kmol／h；D——馏出液摩尔流量,kmol／h；W——釜残液摩尔流量,kmol／h；X F——料液中易挥发组分地摩尔分数；X D馏出液中易挥发组分地摩尔分数；X W 釜残液中易挥发组分地摩尔分数.解：（1）由题意可知,尿素地物质量：n=m/M=10×106/60=166667kg/kmolD=n/t=10×106/60×320×24=21．7kmol/hD/F=X F- Xw /X D- Xw21．7/F=0．4-0．001/0．9-0．001F=49．3 kmol/h由F=D+W,得W=F-D=49．3-21．7=27．6 kmol/h所以：进料量F=49．3 kmol/h；塔釜残液量W=27．6 kmol/h（2）因泡点进料,xq= X F故：yq=ａxq/1+(ａ-1) xq=1．7×0．4/1+(1．7-1)×0．4=0．53Rmin= X D - yq/ yq -xq=0．9-0．53/0．53-0．4=2．846所以,回流比 R=1．5Rmin=1．5×2．846=4．269（3）因全回流操作所需地理论板数为：Nmin =lg[X D /(1- X D)(1- X W)/ X W)]/lgａ=lg[0．4/(1-0．4)/(1-0．001)/0．001]/ lg1．7=13．8所以：R- Rmin/R+1=4．269-2．846/4．269+1=0．27N-Nmin/N+2=0．35将Nmin=13．8代入上式,求得NN=22．3(不包括再沸器)用逐板计算法可求得N=22(不包括再沸器)．六、设计总结在大学地学习过程中,毕业设计是一个重要地环节,是我们步入社会参与实际工程建设地一次极好地演示,我十分有幸能提早把毕业设计和实际工程有机地结合起来在大学地学习过程中[10].这次毕业设计受益匪浅,让我能够把所学同工程实际生产相结合.在此设计前对前人地同类设计进行了探讨研究后,从中领会了设计原理及方法,然后就结合自己地一些知识及经验进行并完成了我自己毕业设计,现在我把整个设计过程所获得地知识及经验进行一个总结,通过这些经验希望能给自己今后地学习工作提供帮助.这次毕业设计让我更加熟悉了从理论到实践地跨越.从当初地查阅图书,到现在地设计成功,这中间有很多值得回味地地方.并且也是我对课本知识一次回顾,尤其是工艺计算使我更熟悉了化工原理中地有关计算.也对合成尿素地生产工艺更加了解,尤其是二氧化碳气提法生产工艺地掌握.也了解了尿素生产地技术水平.这次地设计,从选题到实现,几乎都是自己独立完成地.整个过程中,从需求分析到设计、测试,我都力求规范化和文档化,努力让自己以前学地知识运用到本网站地开发中,尽量保证整个系统地开发进度和质量,顺利完成这次地毕业设计,为自己地大学生涯画上一个完美地句号.参考文献[1]付艳华．气提法尿素生产工艺地比较[J]．安徽职业技术学院学报,2007, (01) ．[2]宣凤琴． CO2气提法和NH3气提法尿素生产技术地比较[J]．安徽化工,2001, (04)．[3]杨波,周海．生物质乙醇制乙烯技术研究进展[J]．化工技术与开发, 2009(12) :27-32．[4]余映慧, 高雪．果胶生产工艺及其在食品中地应用[J]．现代农业科技, 2009, (23) :351-352．[5]吴丹．尿素流程工艺二氧化碳汽提塔地模拟[D]．大连理工大学, 2002 ．[6]赵家凤,薛荣书,姜德军,蒋文华．尿素合成条件下甲胺冷凝器物料平衡计算[J]．化学工程,1995, (04) ．[7]杨东．尿素合成塔塔板改造[D]．四川大学, 2003 ．[8]万勇．改良型Kellogg大型氨厂物料和能量衡算软件地开发研究[D]．四川大学,2002．[9]余慧俐,李剑,张仁超．尿素装置技改后产品缩二脲含量高地原因及解决措施[J]．川化,2005,(03)．[10]李凤华,魏顺安．高压甲胺冷凝器和尿素合成塔地模拟计算[J]．化学工业与工程,1996,(01)．[11]张震．尿素合成塔塔板地现状与发展[J]．大氮肥,2000,(05)．[12]万勇．尿素合成塔高效塔板地应用[J]．大氮肥,1998,(03)．致谢感谢我地导师孔严谨细致、一丝不苟地作风一直是我工作、学习中地榜样；他循循善诱地教导和不拘一格地思路给予我无尽地启迪.感谢师兄师姐对我地帮助和指点.没有他们地帮助和提供资料对于我一个对化工知识不熟地我来说要想在短短地一个月内完成毕业设计是几乎不可能地事情.做毕业设计期间及多年来地学习和生活中,曾经遇到了许多地困难,但在同学、老师亲人地帮助及自己地不断努力下得以一一解决,于此不断地增加了自己地知识,让我懂得怎样去生活.谨在此向多年来给予我关心和帮助地老师、同学和朋友表示衷心地感谢！感谢在此论文设计过程中孔老师对我地指导；是他们让我感受到了集体地力量,怎样才会让一个集体地合作更好,以及一起工作时给我帮助和支持；感谢孔老师给我地设计所提供地帮助；感谢在我以前地学习中给我指导和支持地老师及师兄,没有他们地帮助就没有现在所取地成绩,在此我衷心感谢他们,我会在以后地学习和工作中不断努力用实际行动来报答他们对我地苦心栽培！。

co2气提尿素工艺

• 2.1.4循环系统 • 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减压到0.25—0.35MPa，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170℃降到107 ℃，气液混合物进入精馏塔顶，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——甲铵流入循环加，用 0.4MPa蒸汽加热，温度升高到141℃，甲铵进一步分解，而后进入精馏塔下部的分离器分离，尿液经控制阀流入闪蒸槽，气体上升到精馏塔填料段与顶部溶液逆流传质传热后的气体导出精馏塔，送到低压甲铵冷凝器，与解吸、水解的回流液、并流向上进行吸收，吸收时产生的热量，被低压甲铵冷凝器中的低调水带走，此低调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，汽液混合物从浸没式低压甲铵冷凝器上部溢流到液位槽底部导出，经高压甲铵泵升压到14.1MPa以上，送入高压洗涤器顶部，高压甲铵泵为往复泵，采用变频调速调节甲铵流量，液位槽分离出的气体，经减压阀减压与回流槽尾气去常压吸收塔进一步回收气相中的氨。吸收液用常压吸收循环泵加压部分循环，部分经排气筒去氨水槽。
3#4号尿素工艺介绍
然后经过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，减压后排出系统，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调温水冷却水带走，调温水冷却器调节到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管道，除设由安全阀外，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操作是否正常。
3#4号尿素工艺介绍
• 塔底液位控制在80%左右去低压系统，以防止二氧化碳气体随液体流入低压分解工段造成低压设备超压，从气提塔顶排出的180—185 ℃的气体，与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵在14.1MPa下混合一起，一起进入高压冷凝器上部，高压冷凝器是一个管壳式换热器，物料走管内，管间走水，用于副产蒸汽，根据付产蒸汽压力的高低，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，以达到自热平衡，从合成塔顶排出的气体，温度183℃左右进入高压洗涤器，在这里将气体中的氨和二氧化碳用加压后的低压吸收段合成塔高压冷凝器 • 操作压力13.8-14.4MPa 操作压力13.814.5Mpa • 操作温度（顶）180-183℃ 操作温度167 ℃ • 出口氨碳比 3.0-3.5 水碳比0.4~0.6 • 付产蒸汽压力 0.35-0.55Mpa（绝） • 塔内液相氨碳比 2.9-3.5 • CO2转化率 55-59% • 防腐空气（v﹪）0.5—0.8﹪（体积）

二氧化碳气提法尿素工艺学习笔记

二氧化碳气提法尿素工艺学习笔记第一章概述一、尿素的情况：尿素的化学名称：碳酰二胺，分子式：CO(NH2)2 分子量60.056 易溶于水和液氨，熔点132.7是无色或白色的针状结晶，含氮量46.65％，高温高压下生成缩二脲，缩三脲，三聚氰酸，三聚氰胺。

生成尿素的反应方程式：2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O吨耗理论值为NH3566kg CO2733kg实际吨耗值为NH3580kg CO2770kg二、生产方法：辽化：CO2汽提全循环法锦西：NH3汽提全循环法三、工厂情况：引进荷兰大陆公司日产1620吨,年产48万吨的尿素生产装置，现有设备157台,静设备82台，动设备75台。

第二章二氧化碳汽提法尿素工艺一、常用的仪表符号1、第一个字母一般表示参数T：温度P：压力F：流量L：液面H：手动A：分析S：速度D：密度V：粘度Z：定位C：电导X：信号2、后面的字母A：报警C：控制I：指示R：记录X：信号H：高限L：低限T：变送E：元件G：视镜S：开关Q：累计Y：转换V：阀O：节流小孔例：TRC-207：温度记录控制FI-303：流量指示ZRC-201：位置记录控制3、工序号及设备的类型工序号：100号：压缩200号：合成及汽提300：号循环400：号蒸发600号：造粒700号：冷凝解吸900号：公用工程设备类别：A：基础类指造粒塔C：换热设备D：反应设备E：传质设备F：槽和罐J：泵和压缩机JS：备用泵）V：机械JT：透平L：特殊设备（喷头、喷射器）例：102JT：二氧化碳压缩机（透平）601A：造粒塔201D：合成塔301E：精馏塔401F：蒸发分离器601L：喷头701F：氨水槽902F：蒸汽饱和器二、工艺说明：1、尿素的生成是由CO2和氨在一定温度和压力条件下反应而得到的，具体反应分为两步：第一步：CO2与氨反应生成氨基甲酸铵（甲铵）故称为甲铵生成反应：2NH3(液)+CO2（气）＝NH4COONH2(液)+119.2KJ/mol第二步：甲铵脱水反应得到尿素：NH4COONH2(液) CO(NH2)(液)+H2O（液）-15.5KJ/mol2、生产方法：CO2汽提法（1967年荷兰斯达米卡帮公司）(1)反应温度：181℃~189℃； (2)反应压力：13.5 MPa~15MPa；(3)反应时间：45~60分钟 (4)有效反应容积：177m3 ；(5)NH3/CO2=2.89(设计值) 3.0~3.3（实际值）；(6)H2O/CO2=0.37(设计值) 0.5左右（实际值）(7)转化率：58％（设计值）61％~62％（实际值）；(8)汽提效率：83％（设计值） 78％~83％（实际值）3、尿液浓度变化：(1)尿素合成后的尿液：34.43％(2)汽提后的尿液：57.89％(3)精馏后的尿液：69.313％(4)闪蒸后的尿液：72％(5)一段蒸发后的尿液：95％(6)二段蒸发后的尿液：99.7％4、尿素工艺流程方框图：三、流程分解1 氨的输送：氨和CO2是尿素生产的两大原料，保证供给十分重要。

二氧化碳气提法尿素工艺学习笔记

尿素工艺流程培训

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14.6MPa减压至0.25～0.3MPa，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 0.5MPa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。
• 加热蒸汽压力由高压蒸汽饱和器的压力调节器进行控制，使出气提塔的液体含约6～8％(WT)NH3。气提塔壳侧蒸汽冷凝液从三个不同标高的管口排到高压蒸汽饱和器(902F)，再经高压蒸汽饱和器出液调节阀(LIC901)进入中压蒸汽饱和器(903F)，从气提塔出来的液体经气提塔出液调节阀 (LV203)排至循环工序。 • 以气提塔顶出来的气体进入高压甲铵冷凝器(202C)顶部，液氨边送到该设备的顶部，其重要调节到使合成塔出口气体中的NH3/CO2分子比为3～3.5 ，以得到生成尿素的最佳条件。在高压甲铵冷凝器(202C)顶部上述两物料混合并分配到冷凝管内，管内是甲铵液，壳侧为蒸汽冷凝液和蒸汽，管内氨和CO2发生冷凝时所释放的热量用于壳侧产生低压蒸汽，所需冷凝液由冷凝液泵送入低压汽包(201F)，汽包压力由低压汽包压力调节阀PIC213 控制。
55-5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ%。
使甲铵液处于液相状态的条件：

生产尿素的几种工艺及方法

生产尿素的几种工艺及方法生产尿素的几种工艺及方法一、生产原理尿素分子式(NH2)zC0，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：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。

在压缩机一段入口，由工艺空气鼓风机送人一定量空气到二趸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。

浅析CO2汽提法尿素生产工艺

浅析CO2汽提法尿素生产工艺摘要：目前，世界上最常用的尿素生产工艺是气提。

中国是尿素生产大国，尿素厂数量居世界第一，产量和产能居世界第一。

然而，目前我国能源工业面临着来自外部世界的各种压力，这就要求尿素合成工业的节能增产技术需要得到有效的改进。

本文对CO2汽提生产尿素技术进行了研究和分析，以供参考。

关键词：CO2汽提法；尿素；制造技术1.简述CO2汽提尿素生产工艺CO2汽提尿素生产技术获得荷兰stamiccarbon公司专利。

在一定压力下，用CO2汽提氨基甲酸铵溶液，汽提过程中分解产生的NH3和CO2在相应压力下冷凝。

冷凝过程中产生的热源用于一次蒸发加热和二次分解，也可作为蒸汽喷射器的动力能源和整个系统的保温能源。

CO2汽提工艺包括合成塔、汽提塔、池式冷凝器、高压洗涤器和高压喷射器。

CO2汽提尿素生产工艺主要包括CO2压缩、液氨加压、高压合成、CO2汽提回收和低压分解回收。

2.工艺流程CO2汽提尿素工艺的高压回路包括尿素合成塔、汽提塔、氨基甲酸铵冷凝器、高压洗涤器和高压喷射器；采用高压液氨作为氨基甲酸铵喷射器的驱动液，将氨基甲酸铵溶液加压返回合成塔。

CO2由CO2压缩机加压并进入汽提器。

汽提塔出口的液相送至低压分解系统，汽提塔进口的汽提气体与来自氨基甲酸铵喷射器的氨基甲酸铵液体一起进入氨基甲酸铵冷凝器。

氨基甲酸铵冷凝器将气体和液体分别通过气体和液体管道输送至尿素合成塔，合成塔中的尿液自流至汽提塔。

合成塔的气相出口被送至高压洗涤器。

高压洗涤器出口的气体含有少量氨和CO2，这些气体被送往低压吸收塔，并被工艺冷凝液和蒸汽冷凝液吸收。

吸收的尾气排入大气。

后处理仅设置低压分解吸收系统；真空蒸发系统包括真空蒸发和冷凝两个阶段，并建立了工艺冷凝处理工艺。

蒸发的尿液被送往最终的造粒过程。

图1CO2汽提尿素生产工艺3.CO2汽提工艺的显著特点CO2溶解度低，可用作去除剂。

氨的回收相对容易，在许多方面优于传统的水溶性方法。

二氧化碳气提法生产尿素工艺流程

二氧化碳气提法生产尿素工艺流程1.1二氧化碳气体的压缩从上道工序送来的CO2气体将所含液滴分离后进入CO2压缩机。

在压缩机各进出口设有若干温度、压力监测点，以便于监视压缩机的运行状况，压缩机的负荷是通过改变压缩机转速来控制的，经压缩后的气体(压力约为14.3MPa，温度为110℃左右)送去脱氢系统。

1.2氨气的加压合成氨装置送来的液氨经流量计量后引入高压氨泵，液氨在泵内加压至16.0MPa(A)左右。

液氨的流量根据系统的负荷，通过控制氨泵的转速来调节。

加压后的液氨经高压喷射器与来自高压洗涤器中的甲铵液，一起由顶部进入高压甲铵冷凝器。

1.3液氨的加压高压合成与CO2气提回收合成塔、气提塔、高压冷凝器和高压洗涤器这四个设备组成高压圈，这是二氧化碳气提法的核心部分，这四个设备的操作条件是统一考虑的，以达到尿素的最大产率和热量的最大回收。

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，合成塔内设有筛板，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。

尿素合成反应液从塔内上升到正常液位，经过溢流管从塔下出口排出，经过液位控制阀进入气提塔上部，再经塔内液体分配器均匀地分配到每根气提管中。

液体沿管壁成液膜下降，分配器液位高低起着自动调节各管内流量的作用。

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。

管间以蒸汽加热，合成反应液中过剩氨及未转化的甲铵将被蒸出和分解，从塔顶排出，尿液及少量未分解的甲铵从塔底排出。

从气提塔顶排出的高温气体，与新鲜氨及高压洗涤器来的甲铵液在约高压下一起进入高压甲铵冷凝器顶部。

高压甲铵冷凝器是一个管壳式换热器，物料走管内，管间走水用以副产低压蒸汽。

为了使进入高压甲铵冷凝器上部的气相和液相得到更好的混合，增加其接触时间，在高压甲铵冷凝器上部设有一个液体分布器。

在分布器上维持一定的液位，就可以保证气-液的良好分布。

合成塔顶排出的气体进入高压洗涤器，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，然后经高压甲铵冷凝器再返回合成塔。

二氧化碳汽提工艺在尿素生产中的应用

二氧化碳汽提工艺在尿素生产中的应用摘要：在之前的尿素生产期间,二氧化碳汽提法就得到了普遍的应用.根据之前的经验,通过加热蒸汽量的科学调节以及汽提塔液位的科学布置,进而让尿素生产具有操作容易,节省原料损耗的特征,受到尿素生产厂家的普遍认可.基于此,对传统的二氧化碳汽提法的实际操作进行概述,并引入二氧化碳汽提法的新工艺方法,以提高尿素生产的整体水平及降低消耗节能环保。

关键词：二氧化碳气提法；生产过程；节能工艺；工艺特征；降低氨耗一、CO2汽提法工艺流程第一，液氨升压。

液氨升压是把从球罐过来的液氨进行升压,把液氨压力从2.3MPa提升到16.0～17.5MPa,然后通过高压液氨泵把它输送到高压喷射器,以作喷射物料。

第二，CO2气体压缩与净化。

自低温甲醇清洗后的CO2原料气通过CO2压缩机组进行气体压缩后使其压力升到14.4MPa左右,然后对CO2进行净化,包括在脱硫塔以干法脱硫除去CO2气中H2S杂质以及在脱氢塔催化脱氢除去CO2气中的H2杂质,然后将CO2输送到汽提塔。

第三，合成和汽提。

本工序是CO2汽提法关键环节。

液体甲铵和少量还没冷凝的氨气和二氧化碳气体从高压冷凝器底部出来被送入到合成塔底部,物料从合成塔底上升到塔顶并生成反应液(其温度为180～185℃),反应液从塔顶流入到汽提塔顶部,液体分配器将反应液均匀地分布到每根汽提管中,并沿着汽提管壁呈液膜状流下,流下的过程与来自汽提塔底部的二氧化碳气体接触,反应液中剩余的NH3和还没转化的NH2COONH4被蒸发并分解后从汽提塔顶排出,尿液及小部分NH2COONH4从塔底排出。

从汽提塔顶排出的气体、来自高压洗涤器的甲铵液、液氨经混合后进入到高压冷凝器顶部,生成的甲铵和NH3、CO2进入到合成塔底部。

第四，循环。

从汽提塔底部出来的汽提液在精馏塔中将还没有分解的NH2COONH4进行加热分解,再通过闪蒸槽把游离氨、CO2蒸出,然后再把尿液(温度90～95℃)输送到尿液槽。

1二氧化碳气提法制取尿素

二氧化碳气提法制取尿素目录一．概述 .......................................... 二．方法比较 ...................................... 三．发展历史 . (2)四．工艺原理 ..................... 错误!未定义书签。

五．工艺条件 . (3)1.温度 (3)2.氨碳比 (3)3.水碳比 (4)4.压力 (4)5.反应时间 (5)6.原料纯度 (5)六．工艺流程 (5)七．主要设备 (6)1.合成塔 (6)2.喷射泵 (7)3.汽提塔 (8)4.洗涤器 (8)5.精馏塔 (9)八．总结 (9)九．参考文献 (10)二氧化碳气提法制取尿素一．概述1.尿素的性质：尿素又称为脲，分子是为：CO(NH2)2，相对分子质量为60.06，熔点为132.7℃。

在室温下是无色、无味、无嗅的针状晶体，在一定条件下，也呈斜方棱柱结晶状，尿素易溶于水和液氨，也溶于甲醇、乙醇、甘油、不溶于乙醚和氯仿。

2.尿素的用途：主要分为工业和农业两类：农业：尿素总产量中90%以上主要用作化学肥料，除了做化学肥料外，还可作牛、羊等反刍动物的辅助饲料(46%左右)。

工业：尿素在工业上主要用作合成高聚物材料，其中一半以上用作生产尿素甲醛树脂和三聚氰胺；除此之外尿素作为添加剂应用于多种化工产品的生产中，同时尿素还用于医药和试剂的生产中。

3.尿素的生产方法：不循环法、半循环法、全循环法全循环法：（水溶液全循环法、气提法）4.尿素生产原料：二氧化碳、氨二．方法比较1.水溶液全循环法与汽提法相比能量利用不合理，消耗较高，流程较长，近几年新建的大中型厂已很少采用该工艺。

2. CO2汽提法高压圈操作压力最低，无中压系统，流程短，设备少，生产稳定，消耗较低，投资较少，在国内有丰富的设计、设备制造和生产经验，且采用脱氢技术，从根本上杜绝了生产中的爆炸危险性，故选用该工艺。

二氧化碳气提法尿素生产工艺控制

二氧化碳气提法尿素生产工艺控制摘要：于1964年，荷兰斯企业开始通过中试试验，探讨二氧化碳气提法用于尿素生产的工艺，且于1967年，将第一套工业装置建成，在上世纪中后期快速发展，随后在上世纪末，基于原有工艺，改进了工艺流程、整体布置、结构等。

目前已经发展成为国际上最广泛建厂、生产能力最强大的一种尿素生产工艺。

基于此，本文就二氧化碳气提法，探讨了控制尿素生产工艺的方面，仅供参考。

关键词：尿素生产工艺；二氧化碳气提法；控制对于尿素生产来说，包括诸多种类的生产工艺。

其中二氧化碳气提法、氨气提法、水溶液全循环法最为常见。

而二氧化碳气提法和氨气提法相对先进，以此被十分广泛地应用于尿素生产之中。

但二氧化碳气提法在生产制作专利的影响下，在中国的应用范围最广泛。

一、概述CO2汽提法生产尿素工艺目前，CO2汽提法生产尿素的工艺属于荷兰专利，是指基于一定的压力，利用CO2来汽提甲铵溶液，同时在这个过程之中，分解生成CO2与NH3，并在一定压力下逐渐冷凝下来，且整个冷凝阶段放出的热源供给一段加热蒸发与二段分解，也可作喷射器的蒸汽动力能量与系统的整体保温能量。

在CO2汽提法中，由高压甲铵冷凝器、汽提塔、合成塔、高压洗涤器及液氨喷器等构成整个工艺流程。

在生产工艺过程中，主要的工序有压缩二氧化碳、加压液氨、高压合成、气提回收二氧化碳、低压条件分解、回收循环等。

二、CO2汽提法生成尿素工艺的基本特点在CO2汽提工艺中，包括压缩CO2、合成、蒸发、低压循环、解吸水解、造粒等组成系统，总体上具有以下几个特点：1、气提塔以溶解在反应液中较少的二氧化碳为气提剂，故在回收与氨相比会更加简单容易，仅需低压加热一次即可闪蒸分解。

相较于传统的全循环水溶液法，节省了中压分解吸收环节，精简了工艺流程，且更加方便操作。

相较于氨气提法，又大幅降低了气提温度，仅需控制为170℃，有利于气提塔防腐。

2、分两步来合成尿素，在甲铵高压冷凝器中，先由二氧化碳与氨发生化学反应生成甲铵。

尿素工艺流程和结论

化肥厂尿素生产工艺流程（co2汽提法）•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）+ 119.2KJ/molA•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）- 15.5KJ/mol B•总的反应方程式：•2NH3(液)+CO2(气) CO(NH2)2(液)+H2O(液)+103.7KJ/mol•从气提塔201C底部出来的液体经减压进入精馏塔顶部，均匀地喷洒在精馏塔的填料层上，然后自上而下和上升的135℃分解气逆流接触，温度上升至120℃左右，尿液从301E底部送到底部和中部、顶部循环加热器，在此分别用高调水和0.6MPa蒸汽将其温度提高到约140℃，使甲铵再次发生分解。

•用精馏塔出口调节阀TIC301来调节进入顶部循环加热器的蒸汽压力，在循环分离段中气液相发生分离，气体通过精馏塔填料段进行热质交换后，从精馏塔301E塔顶出口管进入低甲冷，冷凝吸收。

•离开精馏塔分离段的尿液位液位调节阀LV301送至闪蒸槽，闪蒸槽301F真空度由HV701控制，闪蒸使尿液中部分氨、CO2、H2O挥发，尿液由135℃降至90～95℃，浓度增加到约72～74％，流入尿液小槽，闪蒸气相去闪蒸冷凝器冷凝。

•精馏气回流泵来回流液及工艺液在低甲冷进行浸没式冷凝吸收，为了移走冷凝热，低甲冷用低调水进行冷却，现低调水是由化水送来的脱盐水与系统换热后热脱盐水混合后温度控制在50～55℃，一部分热脱盐水送至电厂，出301C的汽液混合物进入低压液位槽进行气液分离，气相及回流冷气相同时进入鼓泡塔，经吸收塔给料泵打来的解吸液吸收后再进入常压吸收塔，液相返回氨水槽，气体至放空总管，循环气相管前设有吹扫蒸汽，以防此管线结晶。

循环系统甲铵液经甲铵泵加压至15MPa送至高压洗涤器作吸收剂。

．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14.6MPa减压至0.25～0.3MPa，使气提液中的部分甲铵分解成为氨和二氧化碳气体。

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。

co2气提法中尿素合成反应原理

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