以合成氨为原料联尿法制尿素工艺

以合成气为原料联尿法

生产尿素工艺

专业：应用化工

班级：普08应用化工<3）班

姓名：王磊

指导老师：谢俊彪

指导时间：2018年3月20日

新疆轻工职业技术学院

目录摘要3

关键词3

前言3

1.尿素简介4

2.中压联尿法4

2.1 联尿生产流程4

2.2 装置优点5

2.3 新技术实施6

3.合成氨原料气的制取6

3.1 固体原料主要有煤和焦炭。6

4尿素的生产7

4.1基本原理7

4.2未反应物的分离与回收8

4.3尿素溶液的蒸发和造粒9

5职业危害9

6.健康防护与预防措施10

6.1健康防护10

6.2 火灾预防措施11

小结11

附录112

参考文献13

致谢14

摘要: 1828年，法国 F.维勒在实验室里用氨和氰酸制得尿素，成为第一个人工合成的有机化合物，在化学发展史上具有重要意义。1868年，俄国人Α.И.巴扎罗夫提出用氨基甲酸铵脱水法生成尿素。1922年，在德国实现了用氨和二氧化碳合成尿素的工业化生产。

尿素应用在肥料方面发展较慢。其原因较多：①早期的生产技术不完善，生产费用较高；尿素合成塔存在着严重的设备腐蚀问题，影响生产正常进行，直至1953年荷兰斯塔M卡本公司提出在CO2原料气中加少量氧气，才基本上得到解决。②人们对它的肥效曾发生过怀疑。近20多年，由于尿素生产技术的不断发展，尿素合成已逐渐成为最经济的氨加工生产氮肥的方法之一。只要施肥方法正确，尿素的肥效与其他氮肥相同，在水田作物中，它比硝态氮肥的效果好。在亚洲，尿素生产发展很快。1980年，亚洲国家氮肥生产能力中尿素约占85％。

关键词：尿素氨合成氨

前言

2005年国内尿素产量为4336.7万t，消费量为4000万t。国内尿素生产技术是在小装置能力的基础上形成的，最大的生产能力只能达到20万t/a，因其投资低、基建快、潜力大等优势，得以在近年迅速蓬勃地发展起来。主要的工艺技术有SHS技术、高压圈尿素优化组合技术和"节能增产新工艺"技术。 SHS技术，该技术由上海海懋工程公司和上海化工研究院进行开发设计，已在山东鲁西、江苏新沂、河南偃师、陕西城固等地实施。该工艺的核心是：提高尿素合成塔的η(CO2>；充分挖掘现有装置的潜力；合理利用甲铵生成热等3项技术。改造后，吨尿素的主要单耗预期值为：液氨595kg、CO2 760kg、蒸汽

l200kg、冷却水130t。高压圈尿素优化组合技术，该技术由中国五环化学工程公司开发设计并组织实施，技术核心主要是在高压圈增加第二尿素合成塔；气提塔及高压甲铵冷凝器；采用CO2气提技术。该技术目前正在河南辉县化肥厂试点运行，由于种种原因一直未能开车。该技术实施后预计吨尿素单耗为：液氨585kg、CO2 700kg 、蒸汽1000kg、冷却水100t。节能增产新工艺，该技术由北京晨华设计所和山东邹城氮肥厂联合开发，特点为：采用2个合成塔，采用不同压力下四段分解，对甲铵冷凝器和气提塔均采用独特设计，副产0.8MPa 的蒸汽。该工艺吨尿素的单耗为：液氨590kg、CO2 760kg 、蒸汽900kg、冷却水130t。由于该工艺刚刚实施，还需进一步完善和摸索。

1.尿素简介

尿素H

2NCONH

2

学名碳酰二胺，以氨和二氧化碳合成的一种主要的氮

肥。因人及哺乳动物的尿液中含有这种物质而得名，白色针状或柱状结晶，

熔点132.7℃，常压下温度超过熔点即分解。肥料用尿素制成颗粒，易溶于水、乙醇和苯。将尿素制成亚异丁基二脲可降低溶解度，变成缓释肥料也作为饲料添加剂。尿素含氮量居固体氮肥之首，达46％以上为中性速效肥料，施于土壤中不残留使土壤恶化的酸根，而且分解出来的二氧化碳也可为植物所吸收。工业上还用作制造脲醛树脂、三聚氰胺－甲醛树脂、聚氨酯的原料，在医药、炸药、制革、浮选剂、颜料和石油产品精制<脱蜡）等方面也有广泛的用途。尿素生产的原料：对原料液氨的要求，起质量分数为：氨>99.5%，水〈0.5%，油〈10毫克/千克。对原料二氧化碳的要求是：CO

2

含量〉98.5，H

2

S<15毫克/立方M。

2.中压联尿法

中压联尿一是采用：4．905兆帕(50千克力／平方厘M>的交换气气提尿素溶液中未反应物的方法，气提法基本原则就是在气提塔中把尿素合成塔排出的合成反应液,在中等压费轴凝高温度(< 160"13>下，将液体以降膜方

式与气提气 (即变换气>逆流相遇，以大量的惰性气体来降低气相中NH

2

与

CO

2

的分压．促使液相中甲铵分解(如下式>，使化学反应同时供给分解时所需热量，以浓缩尿液，回收未反应物，完成气提全过程。

NH4COONH

2=NH

3

-CO

2

-Q

2

中压系统一使用未反应物的压力提高到4.905兆帕(50千克力／平方厘M>，这样就改变了水溶液全循环法分解只能在较低的压力下进行，并简化了液体循环系统。同时，由于循环系统压力较高，高浓度的甲铵液在铵泵缸体．内背压增大、压差减小，使甲铵泵缸头应力腐蚀、疲劳开裂等较难解决的问题有所改善。同时还可省掉低压甲铵系、液氨升压泵等设备。其工艺条件都优于水溶液全循环法。其流程见示意图。

2.1 联尿生产流程

流程概述

<1）．来厂天然气经锰矿脱硫后，进入常压间歇转化系统。将天然气中95．6 %的甲烷转化为含氢54.6 %，氮23.4%，一氧化碳18.36%，进入高压机一二段加压至0.785兆帕(8千克力／平方厘M>，送入中低温变换系统，将气体中的二氧化碳变换为18%的二氧化玻进入压缩机三，四段压缩至4.905兆帕(50千克力／平方厘M>送入尿素系统。

<2）．由高压机工段来的变换气，与合成塔出口减压为4.905兆帕的尿