合成氨与尿素生产工艺ppt课件.pptx

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1、侯腾1.氨的性质2.主要用途3.发现过程4.原料组成5.工艺流程6.我国现状7.发展趋势（1）.物理性质l有刺激性气味的气体。氨对人体的眼、鼻、喉等有刺激作用，吸入大量氨气能造成短时间鼻塞，并造成窒息感，眼部接触易造成流泪，接触时应小心。如果不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水，并用大量水冲洗眼睛。l密度小。氨气的密度为0.771g/L（标准状况下）沸点较高。氨极易液化，在常压下冷却至-33.5或在常温下加压至700KPa至800KPa，气态氨就液化成无色液体，同时放出大量的热。液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围物质的温度急剧下降，所以氨常作为制冷剂。以前一些老式冰棍就是利用氨气

2、制作的。易溶于水。氨极易溶于水，在常温、常压下，1体积水能溶解约700体积的氨。（2）化学性质燃烧氧化。氨气能在纯净的氧气中燃烧，产物是空气中的成分，不污染环境，因此有一定的利用前景。和水反应。氨气极容易溶于水，溶于水时和水反应生成一水合氨，俗称氨水，市售氨水的浓度为25%到28%。氨水呈弱碱性，因为在水中存在这样的电离。和金属反应。NH3亦可与金属离子如Ag、Cu等发生络合，生成络合物。和酸反应。氨可以和酸反应生成铵盐。氧化还原反应。氨的催化氧化是放热反应，产物是NO，是工业生产硝酸的重要反应。l制造化学化肥的原料。除液氨本身可作为化学肥料外，农业上使用的所有氮肥、含氮混合肥和复合肥，都以氨

3、为原料。l生产其他化工产品的原料。基本化学工业中的硝酸、纯碱、含氮无机盐，有机化学工业中的含氮中间体，制药工业中的磺胺类药物、维生素、氨基酸，以及化学纤维和塑料工业中的各种产品都需要直接或间接地以氨为原料。l应用于国防工业和尖端技术中。作为制造三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、消化纤维等多种炸药的原料；作为生产导弹、火箭的推进剂和氧化剂。l应用于医疗、食品行业中。作为医疗食品行业中的冷冻、冷藏系统的制冷剂。因此合成氨工业在国民经济中占有重要地位，氨的合成意义重大德国化学家哈伯(F.Haber，1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。3H2+N2=2NH3于1908年申请

4、专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6上。这是工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。 合成氨的原料是氢气和氮气。氢气来源于水或含有烃的各种燃料；氮气来源于空气，可以在制氢过程中直接加入空气，或在低温下将空气液化、分离而得；工业上普遍采用的是以焦炭、煤、天然气、重油等燃料与水蒸气作用的气化方法来制取。早期合成氨是以焦炉气、水电解氢气及焦炭气化产生的水煤气为原料，70年代开始转向以天然气和石油为原料。近年来，由于石油和天然气资源的日益枯竭，世

5、界各国都在积极开发或建设以煤为原料的大型氨装置，但由于成本与技术的原因，目前还难以与天然气合成氨装置竞争。 我国油、气资源少，煤炭资源丰富，在我国以油、气为原料制氨，其原料成本较高，且供应往往难以保证。以煤为原料，成本较低，来源丰富。当然，以煤为原料也存在能耗高、流程长、环境污染严重、综合成本较高等缺点。近年来，科技人员做了大量技术开发工作，节能、降耗及减少环境污染等有了很大的进展，在相当长时期内，以煤为原料的氨厂，尤其是中、小型装置仍有较大发展空间。主要有以下三种主要主要有以下三种主要原料合成氨：原料合成氨： 天然气制氨。天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除

6、等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.10.3体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。煤（焦炭）制氨：随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。中国能源结构上存在多煤缺油少气的特点，煤炭成为主要的合成氨原

7、料，天然气制氨工艺则受到严格限制。 除电解水以外，不论用什么原料制取的氢、氮原料气，都含有硫化物、一氧化碳、二氧化碳等杂质。这些杂质不但能腐蚀设备，而且能使氨合成催化剂中毒。因此，把氢、氮原料气送入合成塔之前，必须进行净化处理，除去各种杂质，获得纯净的氢氮混合合成气。因此 合成氨的生产过程包括以下五个主要步骤： 造气：制备含氢、氮的原料气； 净化：除去原料气中对合成氨过程有害的各种杂质； 合成：将合格的氢氮混合气压缩到高压，在铁催化剂下合成氨； 分离：将合成塔出来的N2、H2、NH3混合气分离，得到NH3； 循环：将分离出来的N2、H2送回合成塔循环使用。在高温下将煤、焦、天然气、重质油等燃料

8、与水蒸气作用制得含H2、N2和CO等组分的合成气，这个过程称造气。 固体煤在煤气发生炉中受热分解，释放出低分子量的碳氢化合物并使自身逐渐焦化，把这种焦化物近似地视为碳，碳与气化剂发生一系列的化学反应生成气体产物称为工业煤气。吸收16煤煤气气名名称称气气体体组组成，体成，体积积% %H H2 2COCOCOCO2 2N N2 2CHCH4 4O O2 2H H2 2S S空空气气煤煤气气0.90.933.433.40.60.664.464.40.50.5- - -水煤水煤气气50.050.037.337.36.56.55.55.50.30.30.20.20.20.2混合煤混合煤气气11.011.

9、027.527.56.06.055.055.00.30.30.20.2- -半水煤半水煤气气37.037.033.333.36.66.622.422.40.30.30.20.20.20.2工业煤气的组成如下表： 合成氨工业制取半水煤气方法主要有固定层间歇气化法、固定层连续气化法、沸腾气化法及气流层气化法。我国以固体燃料为原料的合成氨厂大部分采用固定层间歇气化法。 吸收吸收1722222222222(0.5)23.7623.76(0.25 )3.76(0.25 )0.53.76(0.25 )nmnmCH OCOHC HnH OnCOmn HCONCONC Hnm Onm NnCOmH Onm N

10、碳与氧、水的反应，得到粗原料气碳与氧、水的反应，得到粗原料气：222COH OCOH粗原料气变换：粗原料气变换：变换气以氢气、氮气、二氧化碳为主，其中氢分子与氮分子变换气以氢气、氮气、二氧化碳为主，其中氢分子与氮分子之比为：之比为：3:13:1，除杂净化得到合乎要求的氢氮混合气。，除杂净化得到合乎要求的氢氮混合气。造气炉温愈高愈有利于水蒸气的分解和获得优质的水煤气，造气炉温愈高愈有利于水蒸气的分解和获得优质的水煤气，但温度不能超过炉渣灰熔点，否则煤层将会结疤。但温度不能超过炉渣灰熔点，否则煤层将会结疤。吸收吸收18固体燃料固体燃料气化反应器气化反应器 固定层间歇气化法制取半水煤气是将固体煤从炉

11、顶以间歇方式加入煤气发生炉中，空气(或富氧空气)从炉底加入，自下而上通过燃料层，在燃料层内进行气化反应生成半水煤气。气化后的灰渣从炉底徘出。由固体煤组成的燃料层划分为干燥层、于馏层、气化层和灰渣层。气化层又划分为还原层和氧化层。1 1、干燥层干燥层：新补充的燃料煤与热煤气接触将：新补充的燃料煤与热煤气接触将夹带的水分蒸发。夹带的水分蒸发。2 2、干馏层干馏层：温度继续升高燃料煤受热分解，：温度继续升高燃料煤受热分解，释放出低分子量的碳氢化合物，煤焦化变为炭。释放出低分子量的碳氢化合物，煤焦化变为炭。3 3、气化层气化层：气化层具有很高的温度，是煤气发生炉中气化煤的最主要的区域。空气：气化层具有

12、很高的温度，是煤气发生炉中气化煤的最主要的区域。空气通过气化层时，在氧化层内碳与氧作用生成二氧化碳与一氧化碳。通过气化层时，在氧化层内碳与氧作用生成二氧化碳与一氧化碳。4 4灰渣层灰渣层 ：固体残渣在煤气发生炉的底部形成灰渣层，它一方面预热和均匀分布气：固体残渣在煤气发生炉的底部形成灰渣层，它一方面预热和均匀分布气化剂，另一方面起到对炉算的保护作用，以避免炉算过热发生大的变形。灰渣最终化剂，另一方面起到对炉算的保护作用，以避免炉算过热发生大的变形。灰渣最终从炉底诽出。从炉底诽出。 间歇法生产半水煤气时必须交替进行吹风和制气。吹风是为了送入空气以提高炉温，炉温较高后送入水蒸气进行制气。 造气与送

13、风的五个阶段间歇操作：第一阶段为送风发热，后四个阶段为造气。1、空气吹风：送风发热、提高炉温吸收固定床固定床间歇气化法的工作循环间歇气化法的工作循环2、上吹造气：将水蒸气和炉气从炉底吹入，与燃料层中炽热的碳发生反应生成半水煤气，并经废热锅炉、洗涤塔后送入气柜。 吸收3、下吹造气：上吹后炉层温度降低，但上层温度尚高，仍可利用热能，故改为下吹造气。先从炉顶向下吹几秒水蒸气，防止直接吹空气与煤气相遇爆炸。得半水煤气从炉底导出，并送至气柜。吸收4、二次上吹： 自炉底吹水蒸气，将炉中水煤气排出，为重新进行空气吹风做准备，同时回收炉内残存的半水煤气，防止直接送入空气引起爆炸。 持续时间很短。吸收5、空气吹

14、净： 将空气从炉底吹入，把炉内残存的半水煤气和含氮吹风气一起吹出并送入气柜。持续时间更短。吸收五个阶段为一个循环，每个循环需34min。生产出的半水煤气中： H2%=3842%; CO%=2731%; N2%=1922%; CO2%=69%. 还含少量的甲烷、氧气、硫化氢、二硫化碳等。 吸收脱硫I.干法脱硫干法脱硫：用固体吸收剂吸收原料气中的硫化物，通常只有当原料气中硫化物的含量不高（约35g/m3）时才适用。a)氧化锌法OHHCZnSSHHCZnOOHHCZnSSHHCZnOOHZnSSHZn24252525222硫容：单位质量脱硫剂吸收硫的质量数。表示脱硫剂性能好坏的参数，硫容值越大，脱硫

15、能力越强。ZnO的硫容值通常为0.150.20kg/kg。b) 钴-钼加氢法（主要脱去有机硫，常作为预处理措施）c) 氢氧化铁法（用固体氧化铁来吸收原料气中的H2S）d) 活性炭法（用活性炭的活性表面吸附H2S，然后氧化成单质硫）II 湿法湿法脱硫脱硫 用液体吸收剂吸收原料气中的硫化物a) 改良ANA法：改良蒽醌二磺酸（ANA）法，是运用最为普遍的方法。b) 氨水催化法： NH3H2O+H2SNH4HS+H2O脱碳无论采用固体、液体、气体原料，所制成的合成氨原料气中均含有一氧化碳，其体积分数为12%40%。一氧化碳不是合成氨的直接原料，而且能使合成氨催化剂中毒，故在送往合成工序之前，必须将一氧

16、化碳脱除。 利用一氧化碳与水蒸气在适当温度和催化剂作用下生成等体积的二氧化碳和氢气的方法来将CO转变为易于处理的CO2，同时得到原料气氢气。所以变换过程既是原料气的净化，又是原料气制备的继续。 这是一个可逆放热反应，反应前后体积不变，平衡常数随温度升高而降低 经变换后的变换气中含2630%的二氧化碳，二氧化碳不仅使合成氨催化剂中毒，也给原料气的进一步精制带来困难，同时还造成CO2原料的大量浪费。工业上习惯把脱除和回收CO2的过程称为脱碳。最常应用的方法是改良的热钾碱法（物理吸收-解吸法）。吸收液：27-30%的碳酸钾及氢氧化钠水溶液添加少量活化剂二羟基乙二胺和缓蚀剂偏钒酸钾KVO3。 改良后的

17、热钾碱法可使气体中的二氧化碳降低到0.1%，硫化氢降低到2-5毫克每立方米。精制原料气经变换、脱硫脱碳后仍含有少量CO和微量CO2，这些气体若进入合成塔，会导致氨合成催化剂中毒，活性降低，寿命减短，因此在进入合成系统前需脱除残留的CO和CO2，此过程称为原料气的精制目前大型合成氨装置净化气精制工艺主要有铜氨液吸收、液氮洗涤法、甲烷化法、双甲精制法等。a) 铜铜氨液吸收法氨液吸收法：用亚铜盐溶液（铜离子、酸根和氨组成的水溶液）在高温低压下以吸收CO、CO2等气体，吸收液在减压升温时再生，再生的铜氨液循环使用b) 甲烷化甲烷化法法：在镍催化剂存在及280-380度的条件下，使CO、CO2加氢生成甲

18、烷。c) 双双甲精制甲精制法法：甲醇串甲烷化以精制原料气为目的，达到联产甲醇和精制双重目的。流程如下所示：变换脱碳脱硫及精脱硫甲醇合成醇分离甲烷化精制气压缩氨合成d) 液氮洗涤液氮洗涤法法：也称深冷分离法，是基于气体的沸点不同的特征进行分离的，属于物理吸收过程。在实际生产中，可使液氮洗涤法与空分、低温甲醇洗组成联合装置，合理利用冷量，简化原料气净化过程。1、氨合成反应及特点、氨合成反应及特点 氨的合成是指在适当的温度、压力和有催化剂存在的条件下，将经过精制的氢氮混合气直接合成成氨。然后将所产的气氨从未合成为氨的混合气体中冷凝分离出来，得到产品液氨的过程。分离氨后的氢氮气体循环使用。 氨合成的化

19、学反应式为： 1.5H2+0.5N2=NH3+Q特点： 该反应是可逆反应：在氮气和氢气反应生成氨的同时，氨也分解成氢气和氮气，前者称为正反应，后者称为逆反应。该反应是放热反应：在生成氨的同时放出热量反应热与温度、压力有关。该反应是体积缩小的反应：从反应式可以看出，由1.5个分子的氢和0.5个分子的氮，反应后生成1分子的氨，在化学反应过程中，体积减少。反应需要有催化剂：实践证明，在没有催化剂存在的条件下，生成氨的反应速度相当缓慢，在300500的条件下，氨合成反应需要若干年才能达到平衡。但在适当催化剂的作用下，减少了氢氮气化合时所需要的能量，因此大大加快了反应速度。2、最佳工艺条件的、最佳工艺条

20、件的选择选择 氨合成的生产工艺条件必须满足产量高，消耗定额低、工艺流程及设备结构简单、操作方便及安全可靠等要求。决定生产条件员主要的因素是操作压力、温度、空间速度、气体组成和催化剂等。压力：工业上合成氨的各种工艺流程，一般都以压力的高低来分，高压法：70100MPa，中压法：2050MPa，低压法：10MPa。国内中型氨厂一般采用中压法，压强32MPa左右，大型氨厂则通常采用压强16MPa左右。温度：氨合成反应必须在催化剂的存在下才能进行，而催化剂必须在一定的温度范围内才具有催化活性，所以氨合成反应温度必须维持在催化剂的活性温度范围内。目前工业上使用的铁催化剂的活性温度范围大体在400525之

21、间。空间速度：单位体积催化剂在单位时间内处理的气体量称为空间速度。空间速度大小意味着处理气量的大小，在一定的温度、压力下，增大空间速度，就加快了气体通过催化剂的速度，处理的气量大，能增大产量，但同时气体与催化剂接触时间缩短，从而使出塔气体中氨含量降低。若空间速度过大，则氨分离不完全，同时增大设备负荷和动力消耗。一般操作压力在30MPa的中压法合成氨，空间速度选择在2000030000m3/h之间。氢氮比：氮的活性吸附为合成反应的控制阶段，氮的含量对反应速率影响较大，略低于3可加快反应速率。进塔气中的惰性气体含量：一般2%催化剂颗粒：反应初期反应初期：温度440470；度粒度；0.63.7mm;

22、反应后期反应后期：温度420440度；粒径816mm实践：32MPa、450度、催化剂粒度1.22.5mm、空速24000(1/h)、R=2.6出口氨浓度最大采取的方法：新鲜原料气比为3，混合后的循环气在合成塔入口的比约为2.8。合成反应后，需要把产品氨与未反应的气进行分离。工业生产上有两种方法：（1）水吸收法；（2）冷凝法。（1）水吸收法：用水为溶剂来吸收混合气中的氨，得到的产品是浓氨水。从浓氨水制取液氨还需要蒸馏和冷凝等步骤，消耗一定的热量，故工业上很少采用此方法。常用的方法是冷凝法。（1）冷凝法：是利用氨气在低温、高压下易于液化的原理进行的。工艺流程图设备流程图我国合成氨工业已走过了五十

23、多年的路程，从小到大从弱到强，从3000吨/年5000吨/年到45万吨/年，从碳铵到尿素。根据中国氮肥协会统计2011年合成氨产量5864.1万吨/年，位居世界第一，其中88%用来生产化肥；30万吨/年工厂有74家约占49.4%，8万吨/年上以工厂有223家占82.4%，合成氨工业由3000吨/年发展到今天40万吨/年（单系列），全国从1000个厂到今只有300个厂，然而总产量不但没有下降，反而有所增加，尿素2011年出口355.95万吨，从而保证了粮食生产连年丰收。由于我国人多地少，粮食需求量大，因此合成氨工业必须由小变大，向大型化、现代化发展，过去小规模用块煤的技术已远远不能满足国民经济发

24、展需要，发展趋势主要是：1.由小变大，扶大压小；2.由块煤变粉煤；3.由低压向中压、高压气化发展；具体有以下几点：1.中压、高压造气不管用水煤浆气化炉、干粉煤气化炉，还是块煤炉，流化床气化炉都要向中压、高压发展，现在有的气化炉已做到8.7Map，一般都在4.0Map左右。透平压缩这样可以省电3%左右。2.低压合成氨。过去为了追求产量合成氨压力由低压向高压发展，现在从降低能耗的角度又能向低压，目前已成功运用15Map，10Map即正在试验中，这样可以做到电耗最低。3.高度净化，为了保证催化剂长周期运行气体净化已达到PPM级，甚至PPb级。4.消灭三废，最少做到达标排放，最终做到零排放。1.尿素的

25、生产方法2.尿素的合成3.未反应物的分离与回收4.尿素生产工艺流程尿素，又称碳酰胺（carbamide)，是一种白色晶体。最简单的有机化合物之一。碳酸的二酰胺，分子式为H2NCONH2（CO(NH2)2）。哺乳动物和某些鱼类体内蛋白质代谢分解的主要含氮终产物。也是目前含氮量最高的氮肥。作为一种中性肥料，尿素适用于各种土壤和植物。它易保存，使用方便，对土壤的破坏作用小，是目前使用量较大的一种化学氮肥。目前世界各国普遍采用的方法是用氨和二氧化碳直接合成尿素。反应总方程式为2NH3+CO2NH2COONH4CO(NH2)2+H2O：在生产中常分为以下四步： 氨与二氧化碳原料气的供应与净化 氨与二氧化

26、碳合成尿素 未反应物的分离与回收 尿素溶液的加工第三步又可分为：a. 不循环法b. 半循环法c. 全循环法除此之外还有其他方法合成尿素。1. 用二氧化碳和氨在高温、高压下合成氨基甲酸铵，经分解、吸收转化后，结晶，分离、干燥而成。2. 其制备方法是将经过净化的氨与二氧化碳按摩尔比2.84.5混合进入合成塔，塔内压力为13.824.6 MPa，温度为180200，反应物料停留时间为2540min，得到含过剩氨和氨基甲酸铵的尿素溶液，经减压降温，将分离出氨和氨基甲酸铵后的脲液蒸发到99.5%以上，然后在造粒塔造粒得到尿素成品3. 氨与二氧化碳反应生成氨基甲酸胺，再脱水生成尿素。温度温度：由于尿素合成

27、反应物系具有强腐蚀性，而腐蚀性随温度的升高而加剧，目前不同的尿素流程中采用的合成温度为180200度。氨碳比氨碳比：氨碳比是指原始反应物料中氨与二氧化碳的摩尔比。工业中常以两个重要指标来选择适宜的氨碳比，一是蒸汽消耗量最小；二是合成塔生产能力最大。 水碳水碳比：比：水碳比是指进入合成塔的物料中水和二氧化碳的摩尔比。操作压力：操作压力：尿素合成总反应是一个体积缩小的反应，因而提高压力对尿素的生产是有利的。但压力也不可过高，因操作压力与二氧化碳的转化率并非直线关系，在较高压力下，逐步趋于一个定值。并且设备成本增加。反应时间：反应时间：合成尿素的反应时间主要是指甲胺脱水生成尿素的反应时间，物料在合成

28、塔内停留时间与转化率的关系如图所示。从尿素合成塔排出的物料，除含有尿素和水外，尚有未转化为尿素的甲铵、过量氨和二氧化碳及少量的惰性气体。为了使未转化的甲铵、氨和二氧化碳重新返回合成系统，首先应将它们与反应产物尿素和水分离，然后再加以回收，循环使用。对分离和回收的总要求是：使未转化物料完全回收并尽量减少水分的含量；尽可能避免有害的副反应发生。工业上主要采用两种方法进行分离和回收，减压加热法减压加热法和二氧化碳气提二氧化碳气提法法。QgCOgNHlCOONHNH )()(2)(2342)()()(313231NHnNHnNHn总氨51一一、减压加热法、减压加热法1. 1. 分离原理分离原理(1 )

29、(1 )分离原理分离原理: : 反应是吸热的，反应是吸热的，减压减压和和加热加热有利于甲铵的分解，分解的氨和二氧化碳有利于甲铵的分解，分解的氨和二氧化碳经吸收设备吸收后返回合成塔。分解压力过低，经吸收设备吸收后返回合成塔。分解压力过低，NHNH3 3和和 COCO2 2的吸收液中的吸收液中H H2 2O O含量增加，返回合成系统的水分增多，不利合成反应。含量增加，返回合成系统的水分增多，不利合成反应。甲铵分解率：甲铵分解率：总氨蒸出率：总氨蒸出率：52(2) (2) 回收原理回收原理分离原理分离原理: : 反应是吸热的，反应是吸热的，减压减压和和加热加热有利于甲铵的分解，分解的氨和二氧化碳有利

30、于甲铵的分解，分解的氨和二氧化碳经吸收设备吸收后返回合成塔。分解压力过低，经吸收设备吸收后返回合成塔。分解压力过低，NHNH3 3和和 COCO2 2的吸收液中的吸收液中H H2 2O O含量增加，返回合成系统的水分增多，不利合成反应。含量增加，返回合成系统的水分增多，不利合成反应。02323HOHNHOHNH024223HCOONHNHCONH2. 分离与回收的工艺条件（1）温度的选择分解温度的选择53在水溶液全循环法合成尿素生产中，在水溶液全循环法合成尿素生产中，中压分解温度一般控制在中压分解温度一般控制在160160左右。左右。低压分解温度不能选择太高，一般控低压分解温度不能选择太高，一

31、般控制在制在147147左右。左右。 54吸收温度的选择吸收温度的选择中压吸收塔底部温度一般控制中压吸收塔底部温度一般控制在在90959095，高负荷时温度控，高负荷时温度控制在下限；一般低压吸收温度制在下限；一般低压吸收温度选为选为4040左右。左右。（2）压力的选择55循环系统压力的选择应从中压分解、循环系统压力的选择应从中压分解、吸收及气氨冷凝三方面进行综合考虑。吸收及气氨冷凝三方面进行综合考虑。一般地，中压分解压力一般选用一般地，中压分解压力一般选用1.71.7MPaMPa；低压分解的压力控制在；低压分解的压力控制在0.3MPa0.3MPa左右。左右。（3）中压吸收溶液H2O/CO2的

32、选择56 主要应从合成转化率、熔点温度以及平衡气相中的二氧化碳主要应从合成转化率、熔点温度以及平衡气相中的二氧化碳含量三方面加以考虑。一般选择吸收液的含量三方面加以考虑。一般选择吸收液的H H2 2O/COO/CO2 2为为1.81.8左右。左右。57 二、二氧化碳气提法二、二氧化碳气提法 气提就是利用一种气体通入尿素合成出口溶液中，降低气相中氨气提就是利用一种气体通入尿素合成出口溶液中，降低气相中氨或二氧化碳的分压，从而促使液相甲铵分解和过剩氨的解吸。或二氧化碳的分压，从而促使液相甲铵分解和过剩氨的解吸。 气提气：氨、二氧化碳或其它惰性气体，如用氨的称为氨气提法，气提气：氨、二氧化碳或其它惰

33、性气体，如用氨的称为氨气提法，用二氧化碳的气提叫二氧化碳气提法用二氧化碳的气提叫二氧化碳气提法 NHNH3 3气提法发展速度快，但国内，气提法发展速度快，但国内，COCO2 2气提法应用较多气提法应用较多1. 气提法分解甲铵的基本原理 气提过程是一个在高压下操作的带有化学反应的解吸过程。 气提过程的化学变化： 吸热、体积增大的可逆反应。 58)(2)(2324gCONHlCOONHNH 在理论上，在任何压力和温度范围内，用气提的方法都可以把在理论上，在任何压力和温度范围内，用气提的方法都可以把溶液中未转化的甲铵完全分解。但实际上由于要求过程在一定溶液中未转化的甲铵完全分解。但实际上由于要求过程

34、在一定温度下进行，所以对温度有一定要求。温度下进行，所以对温度有一定要求。59在在COCO2 2气提法中，由合成塔来的合成气提法中，由合成塔来的合成反应液在气提塔中管壁呈膜状下流，与底部通入反应液在气提塔中管壁呈膜状下流，与底部通入足够量的足够量的COCO2 2气体在管内逆流接触管外用蒸汽加热。气体在管内逆流接触管外用蒸汽加热。加热和气提双重作用下，促进合成液中甲铵分解，加热和气提双重作用下，促进合成液中甲铵分解，并使氨从液相中逸出随气体在管内上升，并使氨从液相中逸出随气体在管内上升，从而把氨从合成反应液中逐出从而把氨从合成反应液中逐出 CO CO2 2之所以能溶解在液相中，是由于与之所以能溶

35、解在液相中，是由于与NHNH3 3作用生成铵盐的缘故，作用生成铵盐的缘故，当当NHNH3 3浓度减小，浓度减小，COCO2 2溶解度也随之减小，因而溶液中溶解度也随之减小，因而溶液中COCO2 2能逸出，能逸出，故气提剂故气提剂COCO2 2先溶解后驱出，是利用先溶解后驱出，是利用COCO2 2气提不仅能逐出溶液中气提不仅能逐出溶液中NHNH3 3而且能逐出溶液中而且能逐出溶液中COCO2 260 温度温度 压力压力停留时间停留时间工艺条件工艺条件 气液比气液比温度 工业生产上，气提塔操作温度一般选为190左右。压力 从气提的要求来看，采用较低的气提操作压力，有利于甲铵的分解和过量氨的解吸，这

36、样能减少低压循环分解的负荷，同时提高气提效率。 实际生产中气提塔均采用与尿素合成塔相同的操作压力。液气比 是指进入气提塔的尿素熔融物与二氧化碳的质量比。 从理论上计算，汽提塔的液气比为3.87，生产上通常控制在4左右。停留时间 一般，气提塔内尿液停留时间以1min为宜。61用原料CO2气提，省去了中压分解回收系统，简化了流程。但该法由于气提塔操作波动，容易造成低压分解以及吸收负荷过大，限制生产能力的提高，所以最近在CO2气提法装置中也增加中压分解。高压冷凝器冷凝温度高，热能利用好；返回合成塔水量少，有利于转化；高压液体可自流至合成塔，节省动力。合成塔操作压力较低，节省动力。不足点： 氨碳比较低影响转化率，高架设备维修不便。62（1）、传统水溶液全循环法工艺流程该方法是20世纪60年代以来的经典生产工艺，曾被世界各国广泛采用，目前在中国仍是主要的生产方法。流程如图所示（2）、二氧化碳汽提法工艺流程该方法用原料二氧化碳汽提，汽提效率高，使未转化物大部分直接返回系统，少量残余物在一次低压分解循环即可回收，省去中压循环，简化了流程。其次合成压力低，节省压缩机和泵的动力，同时也降低了蒸汽与冷却水消耗。但也有其不足之处：合成反应的二氧化碳转化率较低，增大了循环量。谢谢