尿素生产技术

改良C法（日本）
改良C法，是传统水溶液全循环法的改进，生产低缩二 脲含量尿素产品，也生产常规尿素产品。
改良C法--操作条件
合成塔： 温度：190-200℃，压力：23-25MPa，氨碳比：4，水碳 比：0.37，转化率：72%。 合成塔为高径比18的空塔，用钛衬里，耐高温腐蚀。
分解塔：
高压分解（1.7-1.9MPa，165℃：其热量由塔外的热虹吸
吸收工段：从一段分解、二段分解出来的 气相含有未反应的氨和二氧化碳，分别进 入一段吸收和二段吸收，氨和二氧化碳被 后面闪蒸、一段蒸发、二段蒸发工段冷凝 下来的冷凝水吸收混合形成水溶液，用泵 送入尿素合成塔；
一段吸收后剩余的气体进入惰洗器稀释后， 与二段吸收的残余气体混合进入尾气吸收 塔，与一段蒸发、二段蒸发工段气相冷凝 除去水后残余的气体混合后放空。
水溶液全循环法的缺点
①能量利用率低； 合成系统总反应是放热的，但因加入大量过剩氨 以调节反应温度，反应热没有加以利用；另外， 一段、二段甲铵冷凝器均需用水冷却，不但冷凝 热得不到利用，反而需要消耗大量的冷却水。 ② 一段甲铵泵腐蚀严重，制造、操作、维修都较 麻烦； ③ 流程过于复杂：三段分解，三段吸收。
流程：合成塔出口液进预分 离器自然减压进行气液预分 离，它的液相进一段分解塔7。 气体送入一段蒸发器19下部。
主要设备--预分离器6
一段分解塔出口气体也引入预分离器。 预分离器有改造为预精馏塔的，内装填料，气
液逆流接触，可降低出口气体的温度和水分。 气体送入一段蒸发器19下部，充分利用了预
分离器出口气体的冷凝热，部分气体冷凝并放 出热量，供尿液蒸发用。
尿素合成塔内， NH 3/CO2的摩尔比和H2O/ CO2的摩尔比控制在一定的范围内进行反应。
合成后的气液混合物进入预分离器，一段分解， 进行气液分离，将分离气相后的尿液送入二段 分解，进一步将混合物中的气相除去。
净化后的尿液依次进入闪蒸器、一段蒸发、二 段蒸发浓缩，最后得到尿素熔融物，用泵输送 到尿素造粒塔喷洒器，经在空气中沉降冷却固 化成粒状尿素，并通过尿素塔底刮料机用运输 皮带送往储存包装车间。
第三章 尿素生产技术
(1)不循环法；
(2)半循环法(部分循环法、高效半循环) ；
(3)全循环法
热气全循环法
全循环法
矿物油全循环法 尾气分离全循环法
水溶液全循环法 发展：改良C、D法，二氧化碳汽提法，氨汽提法及联尿法等。
水溶液全循环法的流程图
惰气洗涤
放空
尿素 合成塔
CO2
过剩氨 冷凝器
氨回 流 液ຫໍສະໝຸດ Baidu
中压 吸收塔
分中 解压 气
中压 分解塔
尾气 吸收塔
吸 收 液
低压 吸收塔
分低 解压 气
低压 分解塔
解吸塔 水排放
冷 凝 液
尿液 蒸发器
尿素 造粒塔
水溶液全循环法尿素生产原则流程
尿素成品
尿素蒸发造粒系统工艺流程图
Ls
冷 凝 器
Ls
冷 凝 器
Ls
分解塔底 闪
来﹙7475%尿液）
蒸 槽
○ 105℃
A1
分 离 器
主要设备--一段吸收塔10
分两段。下段为鼓泡段，上段为精洗段。
在鼓泡段，气液混合物利用低压循环来的稀甲铵液吸收， 在此将气体中绝大多数CO2和几乎全部水蒸气及部分氨 气吸收下来转入液相。
在精洗段，未被吸收的气体在塔内上升，与由液氨缓冲 槽2来的回流液氨和清洗液与其配成的浓氨水逆流接触， 使气体中CO2和水蒸气完全得到吸收，纯的气态氨进入 氨冷凝器12，冷凝下来的液氨流入液氨缓冲槽2
典型操作条件
合成塔：原料液氨、CO2及循环甲铵液自下而上进 入合成塔。压力：20-22MPa，温度：185-190℃， 氨碳比：4-4.5，水碳比：0.6-0.7，氧含量：0.50.8%，停留时间：1h，出口CO2转化率为：6264%。
分解塔：出口液通过三级分解：中压（1.82.5MPa，160 ℃ ）、低压（0.2-0.5MPa,150 ℃ ）、闪蒸（0.05MPa，75%）
缺点：容积利用率低，且不锈钢耗量大。 目前：衬里的高压容器。外筒为多层卷焊受压容器，内部
衬有一层耐腐蚀的不锈钢板，隔离尿素甲铵腐蚀介质，外 壳保温，防止热量外散。 优点：容积利用率高，耐腐蚀材料用量少，操作方便
主要设备-- 合成塔5
衬里式尿素合成塔最初采用空塔，不设内件，塔的高径 比较大。
高径比小的衬里合成塔，通常设混合器或筛板等内件， 以减少返混的影响。
Ls
一
二
段
段
蒸
蒸
发
发
加
加
热
热
器
器
A2
分 离 器 140℃
○
99.7%
造
电振筛
粒
塔 斗○
提 升
成品去包装
机
粗料返回系统
○
○
水溶液全循环法的工艺流程图
主要设备-- 合成塔5
20世纪50年代以前：双套筒式。外壳碳钢承受压力，内有 两个不锈钢套筒，内筒不受压力。液氨从外壳与外筒及外 筒与内筒之间的两个环隙，再进入内筒，与CO2反应，这 样外筒不与腐蚀介质接触。
一段吸收器起着精馏作用，塔顶得到纯NH3气，塔底是 甲铵液。
主要设备--一段吸收塔10
在一段吸收塔中，若液氨中混有少量的CO2，则 会生成氨基甲酸铵结晶而堵塞设备和管道，因此 一段吸收塔要保证CO2被完全吸收。
在原料返回时，氨以纯氨和甲铵液形式，CO2以 甲铵液形式返回，甲铵液肯定会带一定量的水， 水是反应不希望的。所以应减少CO2返回量---尽 量提高CO2的转化率。
蒸发：一段（0.033MPa，95%），二段 （0.0033MPa，99.7%）
工艺流程简述
造气炉产生的半水煤气脱碳后，其中大部分的二氧化碳 由脱碳液吸收、解吸后，经油水分离器，除去二氧化碳 气体中携带的脱碳液，进入二氧化碳压缩机系统，由压 缩机出来的二氧化碳气体进入尿素合成塔。
从合成氨车间氨库来的液氨进入氨储罐，经过氨升压泵 加压进入高压液氨泵，经过预热后进入甲胺喷射器作为 推动液，将来自甲胺分离器的甲胺溶液增压后混合一起 进入尿素合成塔。
三股物料从合成塔底部进入，呈 气液两相混合物的形式自下而上， 边反应边流动，不断生成尿素， 尿素浓度不断上升。反应后的熔 融物从塔顶排出。
主要设备--预分离器6
为解决高负荷生产下出现的中压分解负荷重，一吸 塔热负荷高等“瓶颈”问题，使装置高产，低耗和 平稳运行，增设了预分离器6，进一步提高了装置 的生产能力。