水溶液全循环法与ACES21法尿素生产工艺对比
简述水溶液全循环法尿素合成的工艺流程
简述水溶液全循环法尿素合成的工艺流程水溶液全循环法尿素合成的工艺流程包括溶解、氨水和二氧化碳的吸收、分解、尿素结晶等步骤。
The process of urea synthesis by water solution full circulation method includes steps such as dissolution, absorption of ammonia and carbon dioxide, decomposition, and urea crystallization.首先，将氨气吸收剂和重碳酸盐悬浮液混合，并进行氨水和二氧化碳的吸收，生成碳酸氢铵。
First, the ammonia absorbent and heavy carbonate suspension are mixed, and ammonia and carbon dioxide are absorbed to produce ammonium bicarbonate.然后，将碳酸氢铵加热分解，产生氨气和二氧化碳。
Then, the ammonium bicarbonate is heated and decomposed to produce ammonia and carbon dioxide.接着，将生成的氨气和二氧化碳循环利用在吸收步骤中。
Next, the generated ammonia and carbon dioxide are circulated and used in the absorption step.将氨气和二氧化碳重新溶解于水中，形成新的吸收液，用于再次吸收氨气和二氧化碳。
Ammonia and carbon dioxide are re-dissolved in water to form a new absorption solution, which is used to absorb ammonia and carbon dioxide again.最后，利用结晶器将尿素从溶液中结晶出来，形成尿素固体产品。
用自主创新的节能减排技术改造传统水溶液全循环法尿素装置(续前)
１ ３ ． ２ ～１ ４ ． ５
１ ５ ． ６ ～１ ６ ． ２ ｌ ６ ． ６ ～１ ８ １ ７ ． ３ ～１ ８ ． ２
月 份
二 月 份 三 月 份
由表 １可 以看 出 ，通 过 提 高 系 统 人 口 Ｃ Ｏ、 Ｃ Ｏ 含 量 ，提 高 系 统 压 力 ，提 高 炉 温 ， 甲醇 产 量 明显提 高 ；出 口微 量 也 能保 证 在 指标 范 围 内 ；
［ ２ ］ 冯 元 琦 主 编 ．甲 醇 生 产 操 作 问 答 （第 一 版 ） ［ Ｍ］ ． 北京 ：
化 学 工 业 出 版 社 ，２ ０ ０ ０ ．
［ ３ ］ 廖 巧 丽 ，米 镇 涛 主 编 ．化 学 工 艺 学 （ 第一 版） ［ Ｍ］ ．北京 ：
化 学 工 业 出 版 社 ，２ ０ ０ Ｌ
５ 结 束 语
通 过一 系列 地优 化 ，我 公 司低压 醇烃 化 甲醇 联产 合 成氨 系统 渐趋 稳定 运 行 ，虽然 甲醇产量 明 显提 高 ，但 是并 不 能达 到设 计值 ，表 明原 设计 的 甲醇 合 成塔 偏小 ；要 使 甲醇 产量 进一 步 提高 ，可 以考虑 再增 加一 台 甲醇 合成 塔 与现有 的合成 塔 并 联 操作 。醇烃化 系 统 出 口微 量也 能控 制 在氨 合成
反 应要 求 的指标 之 内 ，但 是 在压 缩机 排 污时发 现 有 类似 烃化 物 的乳状 物 ，可 能会 造成 氨合 成催 化 剂 中毒 ；要 解 决 这 一 隐 患 ，建 议 在 烃 化 分 离 器 后 、压缩 机 五段入 口前 增加 一 台氨 冷器 、一 台分 离 器 ，利 用 可利用 资 源 （ 液氨） 在低 温下 进一 步将 精 制 气 中的烃 化物 分 离 出来 ，从而 延长 氨合 成催 化 剂 的寿命 。
水溶液全循环法尿素
水溶液全循环法在尿素生产中，未反应物的分离与回收的方法很多，其中水溶液全循环法是很重要的一种方法。
水溶液全循环法采用两段减压加热分离与回收，即中压分解与回收和低压分解与回收，其中中压分解与回收的量约占未反应物总量的85％～90％，因此，中压分解与吸收的好坏将影响全系统的回收效率及经济技术指标。
在中压分解与回收系统中，中压吸收塔是系统的关键设备，中压分解气中的二氧化碳全部由该设备吸收返回合成塔，因此该设备操作的好坏，直接影响尿素消耗和整个系统的稳定运行。
下面就中压吸收塔的操作加以讨论，以达到优化操作的目的。
1 操作压力的控制氨与二氧化碳的吸收过程，不仅是一个气体溶解在液体中物理吸收过程，而且还伴有体积减小的化学反应，2NH3＋CO2—→NH2COONH4＋Q，因此，增加压力，不仅对物理吸收有利，还有利于甲铵生成反应的平衡；另外经中压吸收塔吸收后的气体送氨冷凝器冷凝，此时中压吸收塔的操作压力除了应满足吸收液平衡蒸汽压外，还应大于氨冷凝器中使氨冷凝的最低压力，后者主要取决于氨冷凝器中冷却水的温度，因为气氨约在40℃下冷凝，对应的饱和蒸汽压为1.585 MPa，加上惰性气体的存在，气氨冷凝条件要求中压吸收压力为1.7～1.8 MPa；由于中压吸收与中压分解组成了中压循环回收系统，所以在中压吸收压力选择上必须考虑中压分解条件，而压力大并不利于甲铵的分解，故在满足吸收和氨冷凝所必须的压力前提下，应选择较低的压力。
综合以上的因素，中压吸收操作压力选择在1.6～1.8 MPa左右。
2 操作温度的控制因为NH3与CO2在吸收塔中的溶解和生成甲铵的反应都放出热量，所以操作温度低对吸收有利，因系统操作压力已固定，溶液中的水碳比受系统水平衡条件的限制而不能任意改变，所以溶液中的温度就决定中压吸收系统的状态，而溶液中的温度又决定了溶液中的氨碳比，氨碳比高温度低，气液平衡时气相中二氧化碳含量低，吸收情况好。
如果中压吸收塔溶液温度维持100℃时，精洗中部温度将达到70℃左右，塔顶气相出口二氧化碳将会增高很多，中压吸收塔鼓泡段温度正常情况下一般控制在90～95℃左右。
国内尿素合成工艺研究
国内尿素合成工艺研究[摘要]介绍了用于尿素合成的水溶液全循环法、二氧化碳汽提法、氨汽提法的工艺及其流程特点、适用范围，并从几方面对其进行了比较与分析。
【关键词】尿素合成；工艺水溶液全循环法；二氧化碳汽提法；氨汽提法；比较分析尿素是固体氮肥中含氮量最高的肥料，其发展速度已超过了其他氮肥品种。
我国尿素装置主要有水溶液全循环法、二氧化碳汽提法和氨汽提法三种生产工艺。
本文在此简要进行分析。
一、三种尿素合成工艺技术及优缺点1.水溶液全循环法1.1水溶液全循环法工艺特点及优缺点该法合成塔操作压力19.6MPa，温度188℃，NH3/CO2分子比为4.0，CO2转化率约64%。
出合成塔溶液经中、低压分解，二段蒸发造粒得尿素产品。
由于中压分解压力低，分解气的热量除在一段蒸发加热器下段回收少部分冷凝热外，其余大部分热量由于冷凝温度低，只有用冷却水移走。
因此该法蒸汽消耗高，每吨尿素耗蒸汽约1.7吨。
该法无高压分解回收流程，为此高压设备少，投资费用低，但公用工程总体水平消耗较高，且装置规模较小。
近年来，国内的中、小尿素装置进行了一系列技改，从降低蒸汽消耗方面做了大量努力，取得了一定的效果，使蒸汽消耗有所下降。
2. 二氧化碳汽提法2.1二氧化碳汽提法的工艺特点及优缺点二氧化碳汽提法的特点是在最佳氨碳比的条件下，使合成压力降到最低。
同时，在合成压力下进行CO2汽提和冷凝，产生的冷凝热可副产蒸汽作为蒸汽喷射器的动力蒸汽及系统保温。
2.2二氧化碳汽提法工艺优缺点汽提法工艺的出现，突破了传统水溶液全循环法的未反应物回收方式，使尿素生产的辅助能耗大幅度降低。
二氧化碳汽提法克服了传统水溶液全循环工艺的一些缺点，同时减少了设备，简化了流程。
另外，池式冷凝器与传统的降膜式冷凝器比较，合成塔容积减少了40%；因而减少了尿素装置框架的高度；同时增大了传热系数及传热温差，减少了传热面积；增大了操作弹性。
3.氨汽提法3.1工艺特点及优缺点氨汽提法根据不同的生产装置，其流程有一定的区别。
水溶液全循环法尿素工艺技术在中国的发展
前言中国尿素中间试验装置（3000 t/a）于1958年在南京化肥厂建成投产，因此至今年中国尿素工业化生产整整50年了。
试验是从水溶液半循环法开始的，吨尿尾气中氨量为650 kg左右，后发展到高效半循环，即一段分解气中氨回收利用程度有所提高，但尾气中仍有176 kg氨。
1960年我国引进前苏联10 kt/a不循环法尿素装置在太原化肥厂投产。
1962年南京永利宁厂半循环装置通过国家技术鉴定。
根据此工艺由化四院设计的2套40 kt/a半循环法装置先后在上海吴泾化工厂和浙江衢州化工厂投产。
1966年我国引进荷兰Stamicarbon公司的两套80 kt/a水溶液全循环工艺装置在泸州天然气化工厂投产，同时化四院利用上海化工研究院测试的水溶液全循环法工艺技术数据，并借鉴进口装置的设备结构，自行设计了80 kt/a和110 kt/a尿素装置(整个装置的设备也均由国内生产)，于1966年11月在石家庄化肥厂投入生产。
该厂因**干扰，试完车后就停车。
直至1970年1月，湖南湘江氮肥厂新建的45 kt/a合成氨配80 kt/a尿素装置投产，可以说这是国产化的第一套水溶液全循环法工艺装置，采用的是预分离工艺，衬里式合成塔（内径1.4 m）由上海锅炉厂试制，这也是国产第一台尿塔，一吸塔精洗段为浮阀塔，也是第一台。
笔者组织和指挥了中国第一套国产化尿素装置的投产，并不断地改进和完善，使装置运转正常化。
上世纪70年代开始至80年代初，我国建设80～110 kt/a中型规模的尿素装置有32个厂，38套（包括两套进口），称前38套。
这期间不断对中尿设计进行修改，前后共有四个版本。
第四版是较为完善的一个版本，如浙江衢化、江西氨厂等都使用此版本建设。
1986年我国尿素工业掀起了一个新的发展**，即众多的小氮肥厂进行改产尿素的技术改造，使小氮肥厂发生了质的变化，首先3套40 kt/a水溶液全循法小尿素试验装置在山东邹城、平度和河南辉县相继投产，特别是由笔者带队开车的辉县装置一次投产成功，给当时占我国合成氨产量50%的小氮肥厂由碳铵改产尿素展现了美好的前景。
水溶液全循环法生产尿素的工艺流程
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下面是水溶液全循环法生产尿素的详细工艺流程。
1. 原料准备阶段。
在这个阶段，主要是准备尿素生产所需的原料。
原料包括氨气（NH3）和二氧化碳（CO2）。
氨气通常是通过氨合成反应从氮气和氢气中制备得到，而二氧化碳通常是从空气中或者工业过程中的烟气中提取得到。
水溶液全循环法生产尿素工艺
水溶液全循环法生产尿素工艺水溶液全循环法生产尿素工艺-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII职业技术学院毕业论文（设计）(冶金化工系)题目水溶液全循环法生产尿素工艺专业应用化工技术班级姓名学号指导教师完成日期 2010年6月25日-2010年10月10日目录摘要 (1)第一章概述 (2)尿素的物理化学性质和用途 (2)尿素的物理性质 (2)尿素的化学性质 (2)尿素的用途 (2)尿素的生产方法简介 (3)水溶液全循环法 (4)汽提法 (4)水溶液全循环法和CO2汽提法两种方法的比较 (4)水溶液全循环尿素工艺的优、缺点 (5)C02汽提法尿素工艺的优、缺点 (6)尿素的发展前景与展望 (6)第二章水溶液全循环法生产尿素的原理 (9) 化学反应 (9)反应原理 (9)第三章水溶液全循环法的生产工艺流程 (11) 原料的准备 (11)氨 (11)二氧化碳 (11)尿素的工艺流程图 (11)原料的净化与输送 (13)二氧化碳脱硫与压缩原理 (13)液氨的净化与输送 (13)尿素的合成 (14)液氨和二氧化碳直接合成尿素 (14)合成尿素的理论基础 (14)中压分解与吸收 (14)低压分解与吸收 (15)尿素溶液的蒸发与造粒 (15)第四章物料衡算和热量衡算 (16)物料衡算 (16)数据采集 (16)基本物料衡算 (16)热量衡算 (17)数据采集 (17)基本热量衡算 (18)第五章生产尿素的工艺条件及主要设备 (19) 生产尿素的工艺条件 (19)温度 (19)氨碳比 (20)水碳比 (20)操作压力 (20)反应时间 (21)生产尿素的主要设备 (21)脱硫塔 (21)合成塔 (21)高压混合塔 (23)中压分解加热塔 (23)中压分解分离塔 (23)中压吸收塔 (24)氨冷凝器 (24)低压分解精馏塔 (25)低压吸收第一氨基甲酸铵冷凝器 (25)低压吸收第二氨基甲酸铵冷凝器 (25)致谢 (27)参考文献 (28)摘要受中国的基本国情决定，中国的农业发展在未来的很长一段时间里都将占据着主要的地位，化肥在农业中的地位是不可缺少的。
水溶液全循环法与ACES21法尿素生产工艺对比
６０ ０ ） １３ １ （ 川化股份有限公 司，四川 成都
［ 中图分类号］Ｔ １４ ［ Ｑ４ ． １ ４ 文献标识码］ Ｂ ［ 文章编号 】１０ ９３（０１０ ０１ — ４ ０４— ９２ ２１）６— ０ １ ０
川化股份有 限公司化肥厂现有 ２ 套尿素生产
温度／ ℃
Ｎ／ Ｃ
１３ ８ ３ ７ ～３ ８ ． ． ５ ７
ｃ２ ０ 转化率／ ％
合成塔出 口物料 组成（ ／ （ ｇ 量） ％ ｋ ）
Ｕｒ
２ ． ３ １ ７ ． ０ ３ ． ３ １００ ０ ） ９７ （ ８ ７ ） Ｏ １ （ １ ．４ ０
ＣＯ２ ＮＨ３
１． ６ ５５ １ ） ５ ３ （７ ． ２
ｌ．４ ４ ３８ ） ２９ （ ３ ．４
３ ． ３ １３ ８９ ） ３ ． ８ １２ ６７ ） ６ ８ （ ７ ． ５ ８３ （ ８ ．３
汽提塔出 口液相物料 组成（ ／ （ ｇ 量） ％ ｋ ）
图 ｌ 水溶 液全循 环 法合成 塔流程
ＣＯ２ ＮＨ３
ｌ． ９ ３６ ７ ） ３ ７ （ １． ８
循 环利 用 。
Ｃ： Ｏ 压缩机设计指标
入 口压力 ／ ａ ＭＰ
０ １ ．１ ５ １． ５７ ＯＯ ． ３一Ｏ． ６ Ｏ９ ２ ０—２１
出 口压力／ ａ ＭＰ
合成塔设计指标
压 力／ Ｐ Ｍａ
１． ５ ２
１． ９６ １３ ｌ８ ８ ８ ３ ８ ４． ． ２ ６ ２—６ ７
表 １ ２套装置压缩 、合成工序主要数据对比
项 目 Ａ Ｅ ２ Ｃ Ｓ１ 水溶液全循环
式液 氨泵分 别将 Ｃ ： Ｏ 原料 气和液 氨加 压至 ２ １ Ｍａ Ｐ 送人合成塔 ，合 成塔反应液直 接进入 中压
三种尿素合成工艺及技术特点比较
三种尿素合成工艺及技术特点比较摘要：尿素是氮肥中含氮量最高的肥料，还可以部分代替蛋白质饲料，也是树脂、塑料、炸药、医药、食品等工业的重要原料。
我国尿素装置采用的生产工艺主要有水溶液全循环法、二氧化碳汽提法和氨汽提法3种。
本文对它们的工艺及其适用范围进行比较和分析。
关键词：尿素合成水溶液全循环法二氧化碳汽提法氨汽提法我国目前大多数中小型尿素装置采用的是水溶液全循环法，特点是合成塔内转化率高，未反应物三段减压分解，动力消耗较大，尾气压力、温度均较低，爆炸危险性小，其生产工艺比较成熟。
不论采用哪种流程，基本由六个工艺单元，即原料供应、尿素的高压合成、含尿素溶液的分离过程、未反应氨和二氧化碳的回收、尿素溶液的浓缩、造粒与产品输送和工艺冷凝液处理，如图1-1所示。
尿素生产的基本过程相似，但在具体的流程、工艺条件、设备结构等方面，不同工艺存在一定的差异。
一、3种尿素合成工艺的特点1.水溶液全循环法水溶液全循环法的特点是合成塔内转化率高，未反应物采用三段减压分解，动力消耗较大，尾气压力、温度均较低，爆炸危险性小，其生产工艺比较成熟，操作可靠方便，机泵和非标设备均为国产化。
2.二氧化碳汽提法二氧化碳汽提法由以下工序组成：高压圈主要包括尿素合成塔、高压洗涤器、高压喷射器、汽提塔和甲铵冷凝器，后工序仅设置了低压分解吸收系统，并设置处理工艺冷凝液的工序，尿液经过真空蒸发后送入造粒工序，其特点是在最佳氨碳比的条件下，使合成压力降到最低。
与此同时，在合成压力下，采用进行CO2汽提和冷凝，产生的冷凝液用来副产蒸汽为低压分解和一段蒸发做加热用，并作蒸汽喷射器的动力蒸汽及系统保温。
CO2汽提法工艺与氨汽提工艺相比，CO2汽提压力较低、效率高，因此只需低压分解而不需中压分解也能满足生产要求。
汽提法工艺改进后，采用高压下原料气体的脱氢技术，杜绝了工艺过程的燃爆危险性，在高压洗涤器后设吸收塔吸收高压工序未凝气，减少了尿素装置的消耗，采用该工艺技术的尿素装置，工艺流程短，设备少，生产稳定，消耗低。
尿素工艺流程
二．爆炸问题
从尿素生产中尾气的组成来看，原料氨本身是爆炸性物
质，而且原料液氨溶解有少量“惰性”气体，其中含有爆炸 性的H2和CH4。来自合成氨装置的CO2气随所用原料及工艺 的不同而总含有一定量的“惰性”气体，其中往往有数量不 等的爆炸性组分如H2,CH4,CO等。出于防止设备腐蚀的目的， CO2原料气还配入空气或氧气。这样的气体混合物在尿素生 产的分离回收循环中不会爆炸，因其中爆炸性组分和氧的浓 度都很低，处于爆炸限以外。只有在待排放的尾气中，爆炸 性组分达到了相当高的程度，才有爆炸的可能。
2．主要设备
1）尿素合成塔：总高约40m,内径2.2m，塔内安放10多块 等距筛板，将反应器分成若干个串联的小室，安放筛板 的目的是防止返混，增大气液接触混合作用。
2）NH3气提塔：直立管壳式换热器，加热管采用的材料为 钛或锆，以抗高温、强腐蚀。
尿素合成塔操作条件：压力15MPa、温度185-190℃，氨碳 比3.4-3.6，水碳比0.4-0.6，转化率65%左右。
优点：
1、气提效率高，使未反应物大部分直接返回，少量残余物 在一次低压分解循环可回收。因等压操作，省去1.82.0MPa中压分解、中压吸收，流程短、设备少、易操作。
2、操作压力、温度、氨碳比低，降低了合成塔的要求。节 省压缩机和泵的动力。
3 、蒸汽用量，冷却水用量少。P合=P气，高压甲铵冷凝器余 热温度高，放热多，用于产生蒸汽，有利于能量的利用。
(二)溶液全循环改良C法
1．工艺流程（见296-297页图）
水溶液全循环法尿素生产工艺降低氨耗的三个途径
水溶液全循环法尿素生产工艺降低氨耗的三个途径作者：张志国，秦宝龙作者单位：安微三星化工有限责任公司 233600相似文献(10条)1.期刊论文张艳飞.李岩.栾智宇.ZHANG Yan-fei.LI Yan.LUAN Zhi-yu节能型水溶液全循环法尿素生产工艺-辽宁化工2009,38(3)介绍了节能型水溶液全循环法尿素生产工艺.改良后的工艺是在总结国内外先进尿素工艺技术的基础上开发而成的,适合国内中、小型尿素装置的增产改造,投资少、见效快,此改造技术采用国内自主研发的部分专利技术.2.会议论文钱镜清预蒸馏工艺装置中增设预分离器后能节汽的原因分析2006本文中重点讨论水溶液全循环法尿素生产工艺技术在中国历时40年的技术发展进程中,在预蒸馏工艺流程中又恢复设置预分离器后的节汽效果,同时与持不同观点者商讨设置预分离器后为什么能节汽的原因.3.期刊论文张洁谨.王维杰.张庆喜水溶液全循环法和CO2汽提法尿素生产工艺的比较-氮肥技术2006,27(4)对尿素的水溶液全循环法和CO2汽提法,作了多方面的分析和比较.4.会议论文宋冬宝浅析水溶液全循环法和CO2气提法尿素装置2007由于近年来石油和天然气持续的涨价，给以煤为原料的尿素企业带来了生存和发展的历史性机会。
中国入世后，尿素企业非但没有受到进口尿素的冲击，反而借此千载难逢的机遇把企业做大做强，纷纷上马新项目，许多中、小型尿素企业挤身于百万吨尿素生产规模的行列!然而尿素企业在上马尿素装置时，都在考虑是采用工艺比较成熟水溶液全循环法工艺，还是采用工艺比较先进的C仇气提法工艺，(当然还有其它的尿素生产工艺，目前新上尿素装置大多采用此两种生产工艺)。
目前CO2气提法工艺在世界上建厂最多，计140余套生产装置，占世界尿素总生产能力的45％左右。
国内中型氮肥厂多采用CO:气提法工艺，小氮肥厂多采用水溶液全循环法工艺；山西晋城等地也多采用CO:气提法工艺，内地发展较快的小氮肥企业增建1 000尤尿素工程多采用水溶液全循环法工艺。
国外尿素主要生产技术进展概述
国外尿素主要生产技术进展概述目前，全球具有竞争力的尿素生产技术主要有：荷兰斯塔米卡邦公司的CO2气提工艺，意大利斯纳姆公司的NH3气提工艺，日本东洋公司的ACES工艺，意大利蒙特爱迪生公司的等压双气提工艺（简称IDR法）和美国UTI公司的MEC热循环工艺。
一、CO2气提工艺1.主要技术特点：①流程简单：由于合成工段气提效率很高，减小了下游工序的复杂程度，是目前惟一工业化、只有单一低压回收工序的尿素生产工艺，操作方便、投资小、可靠性强、运转率高、维修费用低；②高压圈工艺优化组合：操作压力为l3.6MPa、氨/碳比为1∶2.95、合成温度180～183℃、冷凝温度为167℃、气提温度190℃、气提效率为80%以上，这些参数都比较温和，采用25-22-2 CrNiMo材料即可达到材质耐腐蚀性的要求，设备制造和维修费用低；③电耗低：因为操作压力低，因而高压氨泵、高压甲铵泵的功耗也低。
由于气提效率高且没有中压回收工段，没有单独的液氨需循环回收，甲铵液的循环量也少，因而进一步降低了循环氨、甲铵所必须的功耗；④采用池式冷凝器：池式冷凝器作为初级反应器使合成塔的体积减少了约50%、尿素框架的高度为76m左右；⑤安全系数高：在脱氢转化器中，通过钝化燃烧除去原料CO2中的H2、CO等可燃性气体，使高压和低压放空气均处于爆炸范围之外，工艺装置安全性高；⑥污染小：工艺冷凝液经水解解析后，不仅降低了氨损失，也消除了对环境的污染。
2.技术进展2000+TM超优工艺:斯塔米卡邦公司为降低投资成本，进行技术改进，最有代表性的是尿素2000+TM超优工艺，其主要优点：①采用了新型高效的塔盘，新塔盘上设有气体分布系统的液体上升管，以使塔盘上气相和液相混合均匀，可消除常规塔盘上存在沟流和返混的现象；②卧式池式冷凝器取代原立式池式冷凝器，并且具有浸没U型管束；③进一步降低了尿素主框架的高度：通过采用新型高效塔盘、卧式池式冷凝器、减少合成塔的容积和降低塔的高度、增设借液氨为动力的高压氨喷射器等方法，主框架的高度由原76m 降到38.5m；④增设CO2脱H2装置，使CO2气中H2体积分数由0.5%降到0.005%以下。
尿素生产的这些工艺，你都知道了吗？
尿素生产的这些工艺，你都知道了吗？本文导读由于尿素生产工艺简单、生产设备容易制造、投资较省；施肥后见效快，增产显著等特点，销量在化肥行业暗淡的情况下仍持高不下。
但是产能已严重过剩，优胜劣汰的步伐已经加快，拥有先进工艺、创新技术的尿素企业才能冲破重围，下面小七为大家盘点各种尿素生产工艺并分析他们的优劣。
按未反应物的循环利用程度，尿素生产方法可分为不循环法、半循环法和全循环法三种。
不循环法是指从合成塔出来的物料，经减压至常压并用蒸汽加热，将氨和二氧化碳分离出来,尿液送去后加工系统，氨用于生产其他的铵盐；半循环法是把从甲铵分解器内分解出来的部分氨和二氧化碳，以甲铵水溶液的形式循环回合成塔；全循环法是把未转化成尿素的氨和二氧化碳，经分离后全部循环返回尿素合成系统。
不循环法和半循环法虽然投资较省、操作费用也较低，但是要附设庞大的铵盐加工系统，经济上不合理，新的尿素厂大多采用全循环法，下面小七就重点介绍一下全循环法。
根据分离回收方法的不同全循环法可分为水溶液全循环法和气提法，目前使用的主流气提法为意大利斯娜姆公司的Snamprogetti氨气提法、荷兰斯塔米卡邦公司的Stamicarbon二氧化碳气提法、日本东洋工程公司的ACES二氧化碳气提法。
水溶液全循环法工艺原理：水溶液全循环法是将未反应的氨和二氧化碳经减压加热分解分离后，用水吸收生成甲铵或碳酸水溶液再循环返回合成系统。
优缺点：水溶液全循环法是20世纪60年代以来的经典生产工艺，主要应用在中、小氮肥企业。
水溶液全循环尿素工艺生产装置的静止高压设备较少，工艺可靠、设备材料要求不高、投资较低。
但是水溶液全循环法能耗、物耗高，放空损失大，规模小问题十分突出，改造增产潜力较大。
气提法工艺原理：气提法是利用某一气体在与合成等压的条件下分解甲铵并将分解物返回合成系统的一种方法。
气提法是全循环法的发展，具有热量回收完全，氨和二氧化碳处理量较少的优点。
下面对三种气提法进行比较：小七总结：进行比较发现，水溶液全循环法，高压设备少，投资低，但是能耗、物耗大、规模小的问题有待解决。
尿素生产工艺比较
尿素生产工艺比较摘要：本文首先对尿素生产工艺进行简要概述，然后提出了尿素生产工艺的条件，最后对尿素生产工艺进行比较，以期为相关行业人员提供一些参考。
关键词：尿素；生产；工艺引言在现代化社会的发展中，尿素生产工艺在生产尿素的过程是非常重要的，这些工艺已在实际生产中得到了一定推广，在一定程度上优化、发展了生产工艺及其它工艺。
因此，技术人员需要明确尿素生产工艺原理，合理应用尿素生产工艺，注重环保设施的优化，为尿素工艺改造提供支持。
1尿素生产工艺概述1.1尿素从化学的角度分析，尿素是由碳、氮、氧、氢四种元素组成的有机化合物。
从生物的角度分析，尿素是蛋白质的代谢产物。
尿素因为其特殊性，被广泛地应用于生产与生活当中。
尿素在生活中可以做植物的肥料，中国是一个人口大国，需要消耗大量的粮食。
尿素能让粮食的产量增长，以此满足大量人口的需要，这使尿素在生产生活中占有重要位置，尿素在生产资料中可以做煤化工生产原料。
尿素的合成一般分为两个步骤，第一步是液态氨和二氧化碳生成尿素甲氨，第二步是尿素甲胺脱水形成尿素和水[1]。
1.2尿素反应过程尿素分解二氧化碳和合成氨之后，吸收到硝酸氨溶液当中转化为水循环。
水溶液循环法非常的节约化学原料，在尿素合成工艺当中，水溶液循环法虽然被应用在尿素的生产工艺当中，但是这个方法却存在许多不足，其中最大的问题就是原料的利用率较低。
氨解法是一种不同于水循环法的全新的尿素生产工艺，氨解法较之于水循环法更加节能，能量的利用率也较高，氨回收的更彻底，降低了氨、氮排放量，进一步的降低尿素合成法对环境的污染。
尿素的反应原理如下：2NH3+CO2=NH4COONH2+QNH4COONH2=CO(NH2)2+H2O-Q2尿素生产工艺的条件2.1硬件需求尿素生产工艺中，对硬件的需求应当以经济合理为原则。
随着计算机技术的发展，尿素生产工艺中，对控制系统的需求越来越多。
为了使控制系统的准确性更高，相关人员在系统配置和参数选择时应该尽量降低图片使用量，这样可以减少操作人员的数量，减少公司人力物力的支出，提高尿素的产率。
论不同尿素生产工艺的优越性
论不同尿素生产工艺的优越性摘要：本文介绍了不同尿素工艺的优越性、缺点，并进行了对比总结，提出了作者对不同尿素工艺的见解。
关键词：尿素；生产工艺；运行和消耗；优越性；比较；目前，国际上的尿素生产工艺主要有水溶液全循环、CO2汽提、氨汽提以及日本的ACES工艺。
上述前两种尿素工艺是国内较常采用的，ACES尿素装置建设的较少，而氨汽提尿素工艺在我国的尿素装置中，除上个世纪八九十年代主要有中石化和中石油等垄断国企引进建设的几套年产52万t尿素装置外，国内其他企业采用该工艺建设的尿素装置也比较少。
一、水溶液全循环工艺和CO2汽提工艺尿素的生产运行和消耗1.1 水溶液全循环尿素工艺水溶液全循环尿素装置从上个世纪六七年代开始建设，八九十年代开始快速建设到目前为止，早已解决了我国农业生产用肥的需求，并且已经较多的出口。
这其中水溶液全循环法尿素装置做出了巨大的贡献，也占据了尿素产量的大半壁江山。
这都表现出了水溶液全循环尿素工艺装置的生产运行稳定，生产负荷加、减调节比较灵活和方便，生产操作弹性范围比较大，改造增产潜力比较大。
通过改造增产，大多数水溶液全循环尿素生产装置基本上都达到了其设计能力的150%-300%。
同时，产品质量较好控制，正常生产负荷时都能达到优级品。
水溶液全循环尿素装置的腐蚀性较温和，特别是尿素合成塔、中压分解和加热设备的腐蚀速率都比较小，尿素成品中镍含量均较低，为降低进尿素合成塔二氧化碳气体中的氧含量提供了可能，这也就是正常负荷生产时进尿素合成塔二氧化碳气体中氧含量一般控制在0.4%-0.6%（体积百分比），即可满足工艺要求的理论基础。
水溶液全循环尿素工艺经过几十年的改造和运行经验积累，各项消耗降低都较为明显，甚至达到了比较优秀的水平。
电耗一般可以控制在140-155k W•h/t尿素（包括循环水的动力电），电耗的高低主要与生产负荷的大小、二氧化碳转化率的高低、冷凝器传热效果的好坏、气温的高低、操作管理水平等有关。
论不同尿素生产工艺的优越性 张二铁
论不同尿素生产工艺的优越性张二铁发表时间：2020-12-03T13:06:44.190Z 来源：《基层建设》2020年第23期作者：张二铁[导读] 摘要：国际上主要的尿素生产工艺有水溶液全循环法、CO2汽提法、氨汽提法和日本的ACES法。
陕西奥维乾元化工有限公司陕西榆林 719405摘要：国际上主要的尿素生产工艺有水溶液全循环法、CO2汽提法、氨汽提法和日本的ACES法。
本文主要对国内广泛应用的水溶液全循环和CO2汽提尿素工艺进行比较和探讨。
关键词：尿素；生产工艺；优缺点通过多年的生产运行、管理实践、改造和设计经验，认为上述两种尿素工艺操作简单，生产运行稳定，能耗达到或超过设计指标，均较优，但也各有优缺点。
本文对多年来尿素技术的改造、设计和生产经营管理进行了比较、讨论和总结，并提出了自己的一些想法，以期与同行企业进行交流、学习、探讨和研究，促进我国尿素技术的进步。
1、全循环水溶液和CO2汽提尿素的优点比较1.1水溶液全循环尿素工艺的优点水溶液全循环尿素装置主要是以尿素合成塔、液氨预热器和泵式高压设备为主，另外还有中压设备、低压设备和真空设备。
因此，水溶液全循环尿素装置的技术改造相对容易、改造占用时间较短，无需过多投资，具有较为明显的改造潜力和发展前景。
水溶液全循环尿素氨碳比的过程控制较高，通常情形下摩尔比4.0左右，因为氨碳高，过程如液体介质系统的设备、管道、阀门、管件的腐蚀轻，使用材料，除了尿素级尿素合成塔衬里的316不锈钢，其他设备，使用正常的316不锈钢管，304不锈钢材料，在材料使用方面较之CO2汽提尿素装置工艺水平还有所差距。
由于氨比较高，二氧化碳气体中的氧含量较低。
尿素水溶液全循环工艺的CO2转化率较高，一般可达66-68%。
在部分企业的生产过程中，通过对尿素合成塔等方面工艺的不断改进，实现了68%以上的改进目标。
在尿素水溶液全循环工艺高压系统工作中，对高压设备运行的要求较低，在高压系统停机达36h的情形下，依然能够保持稳定的工作状态。
ACES尿素生产先进技术
ACES尿素生产先进技术
包焕升
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】1995(021)002
【摘要】介绍一种由日本ＴＯＹＯ工程公司研制成功的、由高转化率（用过量氨）与高效气提（用ＣＯ２汽提来转化物质）相结合的尿素生产工艺（ＡＣＥＳ）。
文章对其基本原理作了阐述；流程作了介绍，经济效益作了分析。
【总页数】3页(P56-58)
【作者】包焕升
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ441.41
【相关文献】
1.尿素生产中的ACES节能节资新工艺 [J], 吴本宁
2.水溶液全循环法与ACES21法尿素生产工艺对比 [J], 黄涛;王世桃;杨道金
3.尿素生产新技术东洋工程公司ACES 21工艺简介 [J], 曲顺利
4.ACES技术在小尿素生产中的应用 [J], 曹风文;程胜义
5.水溶液全循环法与ACES21法尿素生产工艺对比 [J], 黄涛;王世桃;杨道金
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关键词
尿素生产工艺 ； Ｃ Ｓ １法 ； Ａ Ｅ２ 水溶液全循环法 ； 比较
川化股 份 有限公 司化 肥厂 现有 ２套 尿素生 产
和过量的 Ｎ ， Ｈ 吸收生 成 甲铵液返 回合成塔循环
利用。
装置 ， 其中一尿装置采用传统水溶液全循环法工 艺， 主要包 括合 成 、 段分 解 、 段 吸收 、 段蒸 发 两 三 两
川 化
２ １ 年 第 ３期 ０１
来 统
来 自二
图２ Ａ Ｅ Ｃ Ｓ工艺高压圈流程
２ 套装置压缩、 合成工序主要数据对比见表 ｌ 。
表 １ ２套装置压缩 、 合成 工序 主要数据对比
注： 物料量 以吨尿素计 ， 下同。
在水溶液全循环法尿素装置 中， 成采用高 合 Ｎ Ｃ 在合成塔 内实现了高 Ｃ ： ／， Ｏ 转化率 ， 但大量的 未反应物在后续系统中分解 、 回收 ， 使后续系统的
至中压吸收塔， 大部分被循环冷却水 移走 以达 到
系统热量平衡 ， 大部 分反应热未 能进行有效地 回 收利用。在 Ａ Ｅ ２ 尿素装置 中， 成在较低操 Ｃ Ｓ１ 合
负荷比较高； 合成塔 中多余 的反应热 由过量氨带
Hale Waihona Puke 作压力和较低的 Ｎ Ｃ下进行 ，Ｏ 转化率不是 很 ／ Ｃ：
２ １ 年 第 ３期 ０ １
１ １ 压 缩和合 成 工序 ．
液相送 至净化工段。尿素合 成塔改造后增加 了
ｌ 块高效塔 盘， ２ 以获得较高 的 Ｃ Ｏ 转化率 ； Ｏ Ｃ： 汽提塔通过降膜管上的液体分布器和塔底的 Ｃ Ｏ 气体分布器的特殊设计 ， 以获得较高的汽提效率。 在高压圈内实现 了尿素合 成、 部分未反应物 的分 解和回收 ， 余热的回收和利用 ， 以及惰性气体的洗
川 化
７
高， 但通过 与 合 成 等 压 的 条 件 下 采 用 Ｃ 汽 提 ， Ｏ
系统 的 Ｎ 和 Ｃ 比水 溶液 全循环 法 少得 多 ， Ｈ Ｏ 减 轻 了后续 系统 的负荷 。 １２ 中低 压分 解和 吸收 工序 ．
将大部分未反应的 Ｃ Ｏ 和过量 Ｎ ， Ｈ 汽提出来 ， 在 甲铵冷凝器内继续进行合成尿素的反应 ， 合成塔
２ １ 年 第 ３期 ０１
川 化
５
水 溶液 全 循 环 法 与 Ａ Ｅ ２ Ｃ Ｓ １法尿 素 生产 工 艺 对 比
￣／ － －黄
摘
涛， 王世桃 ， 杨道金
要 通过对川化股 份有 限公司化 肥厂 Ａ Ｅ ２ 法 尿素装 置 和水溶 液全 循环 法尿 素装置 的对 ＣＳ１
比， 可以看出 Ａ Ｅ ２ Ｃ Ｓ １法尿素装置工艺相对合理 ， 装置运行周期 较长 ， 操作弹性较大 ， 热能 得到了有效地
１ 工艺流 程及 工艺参 数对 比
２ 套装置工艺流程的主要区别在于对未反应
物 的分 解和 回收 、 热能 回收 ， 溶液全 循环 法装 置 水 的所有 未反应 物直 接 进入 中低 压分解 、 回收系统 ， 合 成塔 中多余 的反 应 热被过 量 氨最终 带 至 中压 吸
图 １ 水 溶 液 全 循环 法 合成 塔 流 程
中多余反 应 热被过 量氨 带至 甲铵冷 凝器 中进 行 回 收 利用 ， 维持 系统 的热平 衡 ， 高压 圈 内实现 了未 在
２ 套尿素装置都采用两段降压分解、 吸收， 对 尿素 溶液 中 的未 反应 物进 行 分解 和 吸收 。２套装
置 中低压分 解 、 吸收 流程 分别 如 图 ３和 图 ４， 中 其 低 压分解 、 回收工段 的相关 数据 对 比如表 ２ 。
为离心式 ， 电机驱动 ； 液氨泵为往复式 。自压缩机 来 的大部分 Ｃ ： Ｏ 进人汽提塔 ， 余下的部分进入合
成 塔 。汽提 塔气 相 进 入 立 式浸 没 式 甲铵 冷凝 器 ，
提塔将大部分 未反应物 汽提 出来在高压 圈 内循 环， 合成圈多余 的反应热通过 甲铵冷凝器 内冷凝
液循 环 副产蒸 汽进 行 回收 。
涤等。
水溶液全循环法装 置合成塔流程如 图 １ 。４ 台４列对置平衡活塞式 Ｃ ： Ｏ 压缩机和 ３台往复式
液氨泵分别将 Ｃ Ｏ 原料气和液氨加压至 ２ Ｐ １Ｍ ａ 送入合成塔 ， 合成塔反应 液直接进入 中压分解 回
收系统进行逐级降压分解 回收， 将未反应的 Ｃ Ｏ
６
８
川 化
表２ ２套装置 中低压分 解、 回收工段 的相 关数 据对 比
２１ ０ 第 ３期 １年
在水 溶 液全 循 环 尿 素 装 置 中 ， 量 未 反 应 的 大 Ｃ 吨尿 素 ４ ３ ８ ｇ 和 大量过 剩 的 Ｎ 吨 尿 Ｏ（ ３ ．４ｋ ） Ｈ（
ＡＥ Ｃ Ｓ工艺 尿素装 置 高压 圈流程 如 图 ２ Ｏ 。Ｃ ： 压 缩 机 采 用 日本 三 菱 重 工制 造 的离 心 式 Ｃ 压 Ｏ 缩机组， 使用 ４ ０ＭＰ ． ａ蒸汽 轮机 透平 驱动 ； 甲铵泵
收塔 ， 大部分反应热被循环冷却水 移走而未 回收 利用。Ａ Ｅ ２ 工艺装置在合成圈中通过 Ｃ ： Ｃ Ｓ１ Ｏ 汽
和 自然通 风造 粒等工 序 ， 生产 能 力 为 １０ｋ ａ 二 ６ ｔ ； ／
尿装置原采用 日本东洋工程公司（ Ｅ ） Ｔ Ｃ 水溶液全
循环 改 良 Ｃ 法 工 艺 ，０ ３年 采 用 该 公 司 的 Ａ — ２０ Ｃ
Ｅ ２ 工艺进行增 产、 Ｓ１ 节能技术改造 ， 装置主要包 括合成 、 净化 、 回收 、 浓缩、 造粒、 工艺冷凝液处理 等工序 。改 造后设 计 的 生产 能力 为 ７０ｋ ａ ２ ｔ 。以 ／ 下从工艺流程 、 工艺参数、 消耗及 能耗等方面对 ２ 套 装 置进行 比较 。
反应 的 Ｎ ， Ｃ Ｈ 和 Ｏ 在合成圈内循环， 并充分 回收
反应 热 ； 经过 Ｃ 汽 提后 ， 入 中低 压 分解 、 Ｏ 进 回收
至 闪蒸槽
图 ３ 水 溶液 全 循 法 环 法 中 低 压 分解 丰】 收 流 程 【 回
至一段蒸发器
高
压
吸
收
塔
图４ Ａ Ｅ２ Ｃ Ｓ １工艺中低压分解和回收流程