化工生產(chǎn)技術(shù)課件61-展示頁
2025-01-07 05:37本頁面
【正文】 O2的摩爾比，常用符號b來表示。 ? 從反應(yīng)速度來看，提高氨碳比防止甲銨分解和尿素的水解，抑制了副反應(yīng)的進行，從而加快了甲銨的脫水速度。 三、尿素合成的工藝條件 75 70 65 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 溫度 / t 圖 6 . 2. 1 轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系 (N H 3 / CO 2 =4) 轉(zhuǎn)化率％ H 2 O/CO 2 = H 2 O/CO 2 = H 2 O/CO 2 = ? ? 氨碳比是指反應(yīng)物料中 NH3／ CO2的摩爾比，用 a表示。 ? 由生產(chǎn)實踐表明，平衡轉(zhuǎn)化率開始時隨溫度升高而增大，若繼續(xù)升溫平衡轉(zhuǎn)化率逐漸下降。 二、 尿素的生產(chǎn)方法 ? ? 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)，提高溫度甲銨脫水速度加快。 ? 水溶液全循環(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。首先液氨和二氧化碳反應(yīng)生成甲銨，故稱其為甲銨生成反應(yīng) 第二步為甲銨脫水生成尿素，稱為甲銨脫水反應(yīng) ? 工業(yè)生產(chǎn)中通常是以尿素的轉(zhuǎn)化率作為衡量尿素合成反應(yīng)進程的量度。 ? 對原料二氧化碳氣的要求為： CO2含量＞ ％（體積分數(shù)） H2S含量＜ 15mg/m3。 ? 在土壤中，尿素能增進磷、鉀、鎂和鈣的有效性，且施入土壤后無殘存廢物。尿素屬中性速效肥料，長期施用不會使土壤發(fā)生板結(jié)。 一、 尿素的性質(zhì)和用途 尿素的用途非常廣泛，它不僅可以用作肥料，而且還可以用作工業(yè)原料以及動物的飼料。因最早由人類及哺乳動物的尿液中發(fā)現(xiàn)，故稱尿素。 項目六 化學(xué)肥料 表 51 化學(xué)肥料的品種 氮肥 尿素、硝酸銨、硫酸銨、氯化銨、碳酸氫銨、石灰氮、液氨、氨水及各種含氮溶液等 磷肥 過磷酸鈣、重過磷酸鈣、富過磷酸鈣、磷酸氫鈣、鈣鎂磷肥、脫氟磷肥、鋼渣磷肥等 鉀肥 氯化鉀、硫酸鉀、窯灰鉀肥等 復(fù)混肥料 磷酸銨、硝酸磷、硫磷酸銨、磷酸二氫鉀、硝酸鉀、尿素磷銨以及各種氮磷、磷鉀和氮磷鉀等 微量元素肥料 硼、銅、錳、鉬、鐵等化合物 第一節(jié) 化學(xué)肥料概述 尿素，學(xué)名為碳酰二胺。分子式為 CO(NH2)2，相對分子量約為 60。 純凈的尿素為無色、無味針狀或棱柱狀晶體，含氮量為 %，工業(yè)尿素因含有雜質(zhì)而呈白色或淺黃色。 尿素是目前使用的含氮量最高的化肥。其分解釋放出的 CO2也可被作物吸收，促進植物的光合作用。 ? 對原料液氨的要求，其質(zhì)量分數(shù)為：氨＞ ％，水＜ ％，油＜ 10 mg/kg。 二、尿素生產(chǎn)的原料 第二節(jié) 尿素的生產(chǎn) 一、 尿素合成的基本原理 液氨和二氧化碳直接合成尿素的總反應(yīng)為： 是一個可逆、放熱、體積縮小的反應(yīng)，反應(yīng)在液相中是分兩步進行的。 ? 由于實際生產(chǎn)中都是采用過量的氨與二氧化碳反應(yīng)，因此通常是以二氧化碳為基準來定義尿素的轉(zhuǎn)化率，即： 二、平衡轉(zhuǎn)化率 ? 水溶液全循環(huán)法是我國大中型企業(yè)生產(chǎn)尿素的主要方法。 ? 將未反應(yīng)的氨和二氧化碳用水吸收生成甲銨或碳酸銨水溶液再循環(huán)返回合成系統(tǒng)。溫度每升高 10℃ ，反應(yīng)速度約增加一倍，因此從反應(yīng)速率角度考慮，高溫是有利的。 ? 綜合進行考慮，目前工業(yè)上通常選擇 185— 200℃ 作為尿素合成塔反應(yīng)溫度。 ? NH3過量能提高尿素的轉(zhuǎn)化率，因為過剩的 NH3促使 CO2轉(zhuǎn)化，同時能與脫出的 H20結(jié)合成氨水，使水排除于反應(yīng)之外，這就等于移去部分產(chǎn)物， 因此平衡向生成尿素的方向移動?？s短了反應(yīng)時間。 ? 水的來源有兩方面：一是尿素合成反應(yīng)的產(chǎn)物，二是水溶液全循環(huán)法中，一定量的水會隨同未反應(yīng)的 NH3和 CO2返回合成塔中。工業(yè)生產(chǎn)中，總是力求控制水碳比降低到最低限度。 ? ? 尿素合成總反應(yīng)是一個體積減少的反應(yīng)，因而提高壓力對尿素合成有利，尿素轉(zhuǎn)化率隨壓力增加而增大。 ? 水溶液全循環(huán)法操作壓力一般為 20MPa。所以尿素合成反應(yīng)時間主要是指甲銨脫水生成尿素反應(yīng)時間。但是反應(yīng)時間過長，生產(chǎn)能力下降，同時甲銨的不穩(wěn)定性增加，尿素縮合反應(yīng)加劇，且甲銨對設(shè)備的腐蝕也加劇。但物料停留時間超過 1h，轉(zhuǎn)化率凡乎不再變化。 四、水溶液全循環(huán)法尿素合成工藝流程 ? 液氨經(jīng)液氨升壓泵將壓力提高至 MPa， 通過液氨過濾器除去雜質(zhì) ，送入液氮緩沖槽中與循環(huán)系統(tǒng)來的液氨混合 ， 混合后壓力約 MPa進入高壓氨泵 ， 將液氨加壓至 20MPa。 ? 二氧化碳原料氣 （ 含 CO298％ 以上 ） 在進氣總管內(nèi)先與氧混合 。 ? 混有氧的二氧化碳進入氣液分離器 6，將氣體中的水滴除去，然后進入二氧化碳壓縮機 7，將氣體加壓至 20MPa，此時溫度為 125℃ ，再進入第一反應(yīng)器 8與液氨和循環(huán)來的甲銨溶液進行反應(yīng)，約有 90%左右的二氧化碳生成甲銨，反應(yīng)放出的熱量使溶液溫度升到 170～ 175℃ ，進人合成塔9，未反應(yīng)的二氧化碳在塔內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)生成甲銨，同時甲銨脫水生成尿素。含有尿素、過量氨，末轉(zhuǎn)化的甲銨、水及少量游離二氧化碳的尿素溶液從塔頂出來，溫度約為 190℃ 左右，經(jīng)自動減壓閥降壓，再進入循環(huán)
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1