尿素,英文名稱為Urea,化學名稱為脲或碳酰胺。結構式為CO(NH2或NH2CONH2,分子式為CH4ON2,相對分子質量為60.056。純尿素含氮46.65%(質量分數),是含氮量最高的氮肥。


  尿素(su)生產(chan)工藝(yi)(yi)流程(cheng)基本由6個(ge)工藝(yi)(yi)單(dan)元(yuan),即原(yuan)料供應、尿素(su)的(de)高壓合(he)成、含(han)尿素(su)溶液(ye)的(de)分(fen)離過程(cheng)、未反應氨(an)(an)和(he)(he)二氧(yang)化碳(tan)的(de)回(hui)收、尿素(su)溶液(ye)的(de)濃縮(suo)、造粒(li)與(yu)產(chan)品輸送和(he)(he)工藝(yi)(yi)冷凝液(ye)處(chu)理,其(qi)基本過程(cheng)如圖(tu)5-116所示。原(yuan)料CO2和(he)(he)NH3被加壓送到高壓合(he)成圈,反應生成尿素(su),二氧(yang)化碳(tan)轉化率在50%~75%,此過程(cheng)被稱(cheng)(cheng)為(wei)合(he)成工序(xu);分(fen)離過程(cheng)與(yu)未反應物(wu)回(hui)收單(dan)元(yuan)承(cheng)擔著(zhu)把未轉化為(wei)尿素(su)的(de)氨(an)(an)和(he)(he)二氧(yang)化碳(tan)從溶液(ye)中分(fen)離出來,并回(hui)收返回(hui)合(he)成工序(xu),因此這(zhe)兩個(ge)單(dan)元(yuan)被統(tong)稱(cheng)(cheng)為(wei)循(xun)環工序(xu);最(zui)后在真空蒸發和(he)(he)造粒(li)設備(bei)中把70%~75%的(de)尿素(su)溶液(ye)經濃縮(suo)加工為(wei)固體(ti)產(chan)品,稱(cheng)(cheng)為(wei)最(zui)終加工工序(xu)。


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  盡管尿(niao)素(su)(su)生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本(ben)過程(cheng)(cheng)相似(si),但在具(ju)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)(cheng)、工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)條件、設備結構等方(fang)面,不同工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)存(cun)在一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異。迄今世界各地(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尿(niao)素(su)(su)工(gong)廠,絕大多數(shu)都是(shi)由幾(ji)(ji)家工(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)(ji)公(gong)(gong)司所開發(fa)設計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),已形(xing)成幾(ji)(ji)種(zhong)典型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)(cheng),典型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有荷蘭斯太米卡(ka)邦(Stamicarbon)公(gong)(gong)司的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水溶液全(quan)循(xun)環CO2氣提法(fa)(fa)、意大利斯納姆(Snamprogetti)公(gong)(gong)司的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨汽提法(fa)(fa)和蒙特愛迪生(sheng)集(ji)團公(gong)(gong)司的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)等壓雙循(xun)環工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(IDR)、日(ri)本(ben)三井東亞(ya)-東洋工(gong)程(cheng)(cheng)公(gong)(gong)司的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)全(quan)循(xun)環改良C法(fa)(fa)和改良D法(fa)(fa)及ACES法(fa)(fa)、美國尿(niao)素(su)(su)技術公(gong)(gong)司UTI的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱循(xun)環法(fa)(fa)尿(niao)素(su)(su)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(HR)等。但不論是(shi)哪(na)種(zhong)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)(cheng),生(sheng)產過程(cheng)(cheng)中主要(yao)原料NH3和CO2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗基(ji)本(ben)上是(shi)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),其流(liu)(liu)(liu)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)先(xian)進(jin)(jin)與否主要(yao)表(biao)現(xian)在公(gong)(gong)用(yong)工(gong)程(cheng)(cheng),即(ji)水、電、汽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗上。尿(niao)素(su)(su)生(sheng)產流(liu)(liu)(liu)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改進(jin)(jin)過程(cheng)(cheng),實質(zhi)就(jiu)是(shi)公(gong)(gong)用(yong)工(gong)程(cheng)(cheng)消(xiao)耗降低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程(cheng)(cheng)。


  目前國內建有尿素裝置200多套,規模分為大型(48萬噸/年以上)、中型(11萬噸/年以上)、小型(4萬噸/年以上)。中、小型尿素裝置均采用國內的水溶液全循環技術,大型裝置多采用國外引進工藝技術。在國內的大型尿素裝置工藝技術中,多數采用CO2汽提工藝和氨汽提工藝。


  目前設(she)計的(de)(de)采用CO2汽(qi)提工藝(yi)(yi)和氨(an)汽(qi)提工藝(yi)(yi)的(de)(de)尿素裝(zhuang)置(zhi),其尿素氨(an)耗基本(ben)接近于理(li)論水(shui)平,公(gong)用工程消耗更低(di),相對(dui)于傳統的(de)(de)設(she)計,其投資更低(di)。下面僅介紹 Snamprogetti 氨(an)汽(qi)提法尿素工藝(yi)(yi)。


  意大利斯納姆公司創(chuang)立于1956年,在20世(shi)紀60年代初(chu)開(kai)始尿(niao)素(su)生產的(de)(de)研究。1966年第(di)一個建(jian)成以(yi)氨(an)(an)作(zuo)為(wei)汽(qi)提(ti)(ti)(ti)氣的(de)(de)日產70t的(de)(de)尿(niao)素(su)裝置。早期第(di)一代氨(an)(an)汽(qi)提(ti)(ti)(ti)法(fa)尿(niao)素(su)裝置,設備采用框架(jia)式立體布置,氨(an)(an)直(zhi)(zhi)接(jie)加入汽(qi)提(ti)(ti)(ti)塔底部。在20世(shi)紀70年代中期,改進了設計(ji),設備改為(wei)平面布置,而且(qie)也(ye)不向汽(qi)提(ti)(ti)(ti)塔直(zhi)(zhi)接(jie)加入氨(an)(an)氣,這就是(shi)(shi)所謂的(de)(de)自汽(qi)提(ti)(ti)(ti)工藝(yi)(yi)或(huo)稱為(wei)第(di)二(er)代氨(an)(an)汽(qi)提(ti)(ti)(ti)工藝(yi)(yi),是(shi)(shi)目(mu)前采用的(de)(de)方法(fa)。斯納姆氨(an)(an)汽(qi)提(ti)(ti)(ti)法(fa)尿(niao)素(su)工藝(yi)(yi)由以(yi)下幾個主要工序(xu)組成。


①. CO2氣體的壓縮。


②. 液氨的加壓。


③. 高壓合成與氨汽提回收。


④. 中壓分解與循環回收。


⑤. 低壓分解與循環回收。


⑥. 中(zhong)、低(di)壓分解與(yu)循環回(hui)收。


⑦. 真空(kong)蒸發與造(zao)粒。


⑧. 解吸(xi)與水解系統。


氨汽提法尿素生產工藝流程、如(ru)圖5-117所示(shi)。









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