2019年肥料生产原理与工艺复习提纲

2019年肥料生产原理与工艺复习提纲

1、肥料的科学加工及合理施用在农业生产中的地位和作用：一是保证农民提高作物产量的

关键；二是改善和提高农产品品质的有效手段；三是稳定和提高耕地质量，保证农业可持续发展最重要的前提；四是保护生态环境的需要。

2、农化服务：是现代农业生产发展阶段的产物，是指以测土施肥为中心，以指导农民科学

施肥，发展工农业生产为目的，应用系统工程思想和农业化学的基本原理，对复混肥料的研究、生产、销售及使用，予以科学的组织，以最大限度地满足农业生产发展的需要，提高化肥利用率，增加社会经济效益的一种服务形式。

3、自然界中分子氮的固定途径：闪电和生物固定

4、合成氨的原料气为：氢气和氮气

5、氨合成工艺的概略工艺流程：氨的合成、氨的分离、未反应气体的补充、.惰性气体的放

空增压和循环。

6、合成氨工艺流程的设计关键

（1）设计中压氨合成工艺流程，由于压力高，氨合成率高，氨易于冷凝分离。中压范围一般为20-32MPa。

（2）设置油水分离器预分离掉新鲜气中一部分大颗粒的油水。为了使新鲜气中油水分分离干净，出油水分离器后的新鲜气必须补入氨冷器前后，由0~-5℃的低温液氨洗涤。

（3）设置水和液氨作为冷却介质的冷却换热器。由于采用中压法合成氨，水冷后的循环气中含有8%-10%左右的氨，因此通过氨冷进一步冷却，将气体中的大部分氨冷凝，以控制合成塔进口氨含量在3%左右。

（4）设置合成余热回收设备。由合成氮反应热可知，每生产1t氨可以放出3.2×106kJ的热量，回收这些合成热是降低能耗的重要方法之一，若回收率达75%左右，吨氨可副产800kg蒸汽。回收余热的能位和利用价值，随流程的不同而异。

（5）设置冷交换器回收冷量。由于循环气经氨冷分氨后气体温度较低，为了将这部分冷量回收，设置冷交换器以降低进氨冷器前气体温度。

（6）设置循环机以保持气体循环。由于合成塔出口气有相当一部分氢氮气未参加反应，通过循环机将分离后的未反应气体增压，从而使气体循环。

（7）设置排放阀以保持惰性气体浓度不积累。为减少排放惰性气体时造成原料气的损失，排放气一般选择在惰性气体含量高，氨浓度较低并在新鲜气补入之前放空，通常是设置在氨分离之后作为排放点。排放出来的弛放气可通过水洗法等回收其中的氨，废气则供作燃料。

7、合成氨的最佳工艺条件主要包括：操作压力、温度、空速和气体组成等。

8、尿素的生产过程可分为三个部分：尿素合成部分、未反应物分离和回收部分、蒸发造粒

部分

9、尿素合成采用高温高压的原因：尿素合成反应只有在140 ℃以上，反应速度才较快而具

有工业生产意义，而获得较高的CO2转化率；另外NH3和CO2生成的甲铵（第二步反应）甲铵脱水反应只有在液相中能进行，甲氨的熔点温度为156℃，为使之保持液相，就必须使尿素合成温度高于甲铵的熔点，即尿素合成采用高温160～210℃。高温下甲铵易分解，为防止甲铵分解、保持物系处于液相，尿素合成反应压力必须大于甲铵分解压力，在高压（高温下的甲铵分解压力亦高）下进行反应。故尿素合成过程采用较高的压力13-24MPa 。

10、造粒塔造粒：是将温度约140℃的尿素浓度达99.7%的高浓溶液(称尿素融体)送往

几十米的高空，通过旋转的喷头的小孔喷洒出来，形成液滴自高空滴落，在下降过程中与自下而上的空气逆流直接接触，受到空气的冷却，融熔体得到凝固并冷却且将少量水分蒸发，待落到地面即成为温度60~70℃、粒度均匀的颗粒尿素产品。

11、气提：是一种分离液相混合物的方法，是用一种气体通过待分离的液体混合物，把

易分解的组分携带出来。尿素装置采用气提是在与尿素合成压力相同的压力下合成塔的出液流入汽提塔，伴随加热，向汽提塔中的合成液中通入NH3或CO2气体，将合成液中的一部分未反应NH3和CO2气提出来，再进行冷凝吸收为液体，然后返回合成塔进行尿素合成反应。

12、我国石灰氮生产技术经历的三个时期：固定炉技术时期、沉降炉技术时期、回转炉

技术时期

13、磷矿是生产磷肥的主要原料之一。其主要矿物是氟磷灰石Ca5F(PO4)3。

14、湿法磷肥：用硫酸、磷酸、硝酸或盐酸分解磷矿, 并把磷矿中的钙以钙盐的形式分

离或固定，这是磷肥的主要生产方法，其中特别是硫酸法。硫酸分解磷矿，将硫酸钙分离后制得磷酸。磷酸是生产高浓度磷肥和复合肥料的中间原料。酸法又称为湿法，用酸法制得的磷肥，常统称为湿法磷肥。

15、热法磷肥：利用高温分解磷矿, 并进一步制成可被作物吸收的磷酸盐或玻璃体物质。

这类生产方法所制得的产品往往不溶于水，属枸溶性磷肥。磷肥的热法生产习惯上还包括元素磷和热法磷酸生产，再以热法磷酸为原料加工成高浓度磷肥。用热法制得的磷肥常统称为热法磷肥

16、硝酸磷肥生产的一般方法包括：硫酸盐法、硝酸-磷酸混酸法和碳化法三种。

17、氯化钾是世界钾矿中的钾素主要存在形式。

18、硫酸钾的生产工艺类型主要包括：利用卤盐和矿石进行提取；利用氯化钾为原料采

用多种方法转化曼海姆法，硫酸盐复分解法，缔置法。

19、缔置法：以氯化钾与硫酸为基础原料，采用缔合剂及解缔剂及载体制取硫酸钾和氯

化氢（或氯化铵）的方法。

20、曼海姆法：将氯化钾和浓硫酸在曼海姆炉中高温反应而生成硫酸钾和氯化氢，硫酸

钾经冷却、粉碎后即为成品，氯化氢气体经冷却、净化后制成高纯度盐酸的方法。21、氨合成塔的结构特点及基本要求

特点：为了适应氨合成反应条件，合理解决高温和高压的矛盾，氨合成塔都由内件与外筒两部分组成。进入合成塔的气体先经过内件与外筒间的环隙。

基本要求：（1）在正常操作条件下，反应能维持自热。塔的结构要有利于升温还原、保证催化剂活性良好。（2）催化剂床层温度分布合理，氨净值高，生产强度较大。热能的回收品位高，功耗低。（3）容积利用率高，在一定的高压空间内，尽可能多装催化剂，提高生产能力。（4）气体在催化剂床层内分布均匀，塔的压力降小。（5）操作稳定，调节灵活，具有较大的操作弹性。（6）结构简单可靠，各部件连接与保温合理，内件在塔内有自由伸缩的余地，以减少应力。总之，上述要求在实施时有时是矛盾的，因此，合成塔设计要兼顾上述所有因素中最佳的条件，最终达到高效节能增产的目的。

22、肥料混合效应：两种以上的肥料的混合物通常比它的任何一种单体肥料的临界相对

湿度（CRH）都低，称之为肥料的混合效应。

23、圆盘造粒法：是用圆盘造粒机对粉状基础肥料进行混合造粒的一种方法。其原理为：

将粉状肥料按照配方比例分别计量并混合均匀，根据粒状复混肥料的品位要求和原料肥料的特性，将适量液体均匀淋洒在圆盘中，以满足物料的成粒要求，在旋转圆盘及盘边对物料产生的摩擦力和离心力的作用，物料产生周向运动而使粉粒间相互搓揉和挤压，逐渐团聚成粒。