【正文】 于水，在20℃時100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反應(yīng)。在土壤中不殘留任何有害物質(zhì)，長期施用沒有不良影響。尿素在施用過程中，不會在土壤中留下任何有害物質(zhì)，而且分解釋放出的二氧化碳，還促使植物進行光和作用。尿素中的氮雖不是蛋白質(zhì)形態(tài)的，但和碳水化合物一起經(jīng)過胃液長時間的作用，可以造成蛋白質(zhì)形態(tài)的氮，故可以作為反芻動物的飼料。國防工業(yè)上尿素用作炸藥的穩(wěn)定劑。全循環(huán)法是將未轉(zhuǎn)化成尿素的氨和二氧化碳經(jīng)減壓加熱和分離后。按氣提氣體的不同又可分為二氧化碳氣提法、氨氣提法、變換氣氣提法。由于氨碳比控制的較高，中低壓分解系統(tǒng)溫度控制適當，尿素產(chǎn)品質(zhì)量較容易控制，一般可以控制在優(yōu)級品范圍內(nèi)。該工藝的特點是采用共沸物下的CO(NH2)，大部分未反應(yīng)生成尿素的氨和二氧化碳在高壓系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)繼續(xù)反應(yīng)生成尿素，只有較少部分的氨和二氧化碳需要在低壓部分進行回收，液氨泵和甲錢泵的輸送量比較少，所以該裝置中液氨泵和甲錢泵的臺數(shù)較少，動力消耗較少，并且該工藝高壓系統(tǒng)的操作壓力較低，～，使液氨泵和甲按泵的運行周期較長，維修費用較少。1773年Rouelle在蒸發(fā)人尿時第一次發(fā)現(xiàn)尿素；1824年，Prout通過分析得出尿素的實驗式；1828年德國化學家Wohler在實驗室以氰酸和氨制的尿素；1932年美國杜邦公司用直接合成法制取尿素氨水，在1935年開始制造固體尿素。20世紀60年代，尿素工業(yè)發(fā)展的特點是：其一，尿素裝置趁于單系列大型化，裝置能力達到1000t/a～1500t/a；其二，氣提法工藝被廣泛采用。生產(chǎn)尿素的原料是氨和二氧化碳，后者是合成氨廠的副產(chǎn)品。少量氧（空氣）的存在能阻緩材料的腐蝕。此步反應(yīng)的速率也較緩慢，是尿素合成中的控制速率的反應(yīng)。氨基甲酸銨從預(yù)分離器底部出來進入中壓循環(huán)加熱器，用蒸汽間接加熱使氨基甲酸銨分解，然后進入中壓分離器，分離出的尿液再減壓進入精餾塔，進一步分解氨基甲酸銨。一段蒸發(fā)分離器、二段蒸發(fā)分離器及閃蒸槽出來的氣體，大部分水蒸氣和少量的氨去冷凝、真空系統(tǒng)，回收殘余氨后放空。在液滴分離器之前設(shè)有放空閥，當系統(tǒng)停車或生產(chǎn)能力驟減時，由此放出一部分二氧化碳。在一定條件下，此反應(yīng)速率很快，容易達到平衡。氨基甲酸銨、游離二氧化碳、游離氨與尿素分離，要采用減壓加熱法（包括降低氨或二氧化碳分壓而不降低其總壓力）。這是由于結(jié)晶尿素易于吸潮結(jié)塊。60%==第一反應(yīng)器中生成的水的量：12500kg247。表4－2 年產(chǎn)10萬噸的尿素生產(chǎn)物料衡算表進反應(yīng)系統(tǒng)的原料組成出反應(yīng)系統(tǒng)的原料組成組分kmol㎏組分kmol㎏NH3992028424NH39920168640CO21550034716CO26200272800NH2COONH4483600H2ONH2COONH4CO(NH2)241820總量546740總量510788(1) ：?fHm(CO(NH2)2)=?fHm(CO2)= kJ/mol ?fHm(NH3)=?fHm(NH2COONH4)= kJ/mol ?fHm(H2O)=(2) 物料摩爾定壓熱容數(shù)據(jù)，見表43。尿素合成的控制反應(yīng)是甲銨脫水，它是一個微吸熱反應(yīng)，故提高溫度甲銨脫水速度加快。實驗表明，NH3過量能提高尿素的轉(zhuǎn)化率，因為過量的NH3促使CO2轉(zhuǎn)化，同時能與脫出的H2O結(jié)合成氨水。表52 水碳比的影響H2O：CO2尿素平衡轉(zhuǎn)化率水溶液全循環(huán)法中，～；CO2氣提法中，氣提分解氣在高壓下冷凝，返回合成塔系統(tǒng)的水量較少，～。為了使甲銨脫水反應(yīng)進行得比較完全，就必須使物料在合成塔內(nèi)有足夠的停留時間。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖53。圖53 脫硫塔圖54套筒式合成塔高壓混合塔為鍛制圓筒體，有三部分總成：頂蓋、底部、筒體。中壓分解加熱器的主要作用是將合成塔出口反應(yīng)液中未反應(yīng)的液態(tài)游離氨、二氧化碳及氨基甲酸銨加熱分解成氣相氨與二氧化碳。該段有的填環(huán)狀填料，有的使用浮閥塔板。從第二氨冷凝器來的冷卻水由接口3進入第一冷凝器后，再經(jīng)出口接管4排出。吸收塔是一立式填料塔，它的主要作用是吸收高、低壓循環(huán)系統(tǒng)尾氣中的氨氣。感謝所有的任課老師，是你們讓我學到了很多知識；教會了我許多專業(yè)技能；給我的論文提供了很大的幫助。雖然這3年有很多遺憾，但我并沒有虛度。在此我衷心地祝愿你們永遠健康、快樂。圖58低壓吸收第一氨基甲酸銨冷凝器1上管箱；2上管板；3出水口；4殼體；5換熱；6膨脹節(jié)；7下管板；8入水口；9排氣口圖59氨吸收塔致謝馬上畢業(yè)了，感謝所有幫助過我的人。其結(jié)構(gòu)圖如圖57。氨冷卻器的作用是將中壓吸收塔塔頂排出的氣體氨冷凝成液氨。分離后的氣體經(jīng)喇叭形排氣管通過不銹鋼絲網(wǎng)除沫層，從頂部出口管3排出。頂蓋底蓋與筒體材料相同，也是鍛制而成，頂蓋與出口管相連，出口關(guān)上設(shè)有溫度點，用以觀察物料混合后的溫度而判斷進料的組分比例。尿素合成塔在較高的壓力下操作，因而應(yīng)符合高壓容器要求，工業(yè)生高壓筒體一般采用較大的高徑比。對于水溶液全循環(huán)法．反應(yīng)時間一般為50～60 min：其CO2轉(zhuǎn)化率可達62%～64%。但合成壓力也不能過高，因壓力與尿素轉(zhuǎn)化率的關(guān)系并非直線關(guān)系，在足夠的壓力下，尿素轉(zhuǎn)化率逐步趨于一個定值，壓力再升高，轉(zhuǎn)化率增加很少，但同時壓縮的動力消耗增大，生產(chǎn)成本提高，高壓下甲銨對設(shè)備的腐蝕也加劇。再者，過剩氨還會抑制甲銨的水解和尿素的縮合等有害副反應(yīng)，也有利于提高轉(zhuǎn)化率。由實驗和熱力學計算表明，平衡轉(zhuǎn)化率開始時隨溫度升高而增大。(mol60%===循環(huán)甲銨的量：247。具體采用哪種方法依情況而定。在一定工藝條件下, 氣相氨、二氧化碳重新冷凝或者被吸收生成液態(tài)氨基甲酸銨，送回合成塔。此步反應(yīng)的速率也較緩慢，是尿素合成中的控制速率的反應(yīng)。過濾后的液氨送入液氨緩沖槽的原料室中。為了減少硫化氫對尿素設(shè)備及管道的腐蝕，首先必須對其進行脫硫。氣、液在低壓循環(huán)分離器內(nèi)分離。(1)二氧化碳的性質(zhì)二氧化碳是無色氣體，在一定條件下可以液化，在強烈冷卻時可以變?yōu)楣腆w，成為干冰。典型的工藝操作條件是溫度180～200℃、～、～～40min。式(2)是溫和的吸熱反應(yīng)。因此，先后出現(xiàn)了二氧化碳氣提法（由Stamiearbon開發(fā)，使尿素生產(chǎn)的能耗大為降低）；氨氣提法（由意大利Snam Progetu開發(fā)），1966年建成第一個氨氣提法尿素工廠；日本Toyo Koatsu全循環(huán)改良C法（合成壓力高達25MPa，溫度為200℃，轉(zhuǎn)化率72％）和D法；美國的UTI熱循環(huán)法。1932年，美國DU Pont公司用氨和 二氧化碳直接合成尿素并副產(chǎn)氨水；1935年開始生產(chǎn)固體尿素并將未轉(zhuǎn)化物循環(huán)回收，逐步形成全循環(huán)法工藝。CO2汽提法尿素的另一個優(yōu)點就是，生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)能力的范圍較寬，運行都很正常穩(wěn)定。但其缺點是：水溶液全循環(huán)尿素工藝生產(chǎn)裝置的工藝流程較長，在操作調(diào)節(jié)方面不如CO2汽提法尿素工藝簡單、方便。此外，在簡化流程、熱能回收和減少生產(chǎn)費用籌方面也都優(yōu)于水溶液全循環(huán)法．是尿素生產(chǎn)發(fā)展的一種方向。全循環(huán)法尿素生產(chǎn)主要包括四個基本過程：①氨和二氧化碳原料的供應(yīng)及凈化；②氨和二氧化碳合成尿素；③未反應(yīng)物的分離與回收；④尿素溶液的加工。在制革及顏料、涂料、染料、等生