尿素生產(chǎn)知識講座-在線瀏覽
2025-03-25 13:52本頁面
【正文】 成甲銨的反應(yīng)很快而且是完全進行的，并放出大量的熱，但第二步反應(yīng)：甲氨脫水生產(chǎn)尿素的反應(yīng)較慢，需要一定的反應(yīng)時間，且反應(yīng)是不完全的，投入的原料 NH3和 CO2，生成甲銨后，僅部甲銨分轉(zhuǎn)化尿素和水，以二氧化碳計的轉(zhuǎn)化率為50%—72% ，因此 合成塔排出液是尿素、氨、二氧化碳和水的混合液溶液。n 尿素合成采用高溫高壓的原因 ： 尿素合成反應(yīng)只有在 140 ℃ 以上，反應(yīng)速度才較快而具有工業(yè)生產(chǎn)意義， 而獲得較高的CO2轉(zhuǎn)化率，另外 NH3和 CO2生成的甲銨（第二步反應(yīng)）甲銨脫水反應(yīng)只有在液相中能進行，甲氨的熔點溫度為 156 ℃ ，為使之保持液相，就必須使尿素合成溫度高于甲銨的熔點，即尿素合成采用高溫 160～ 210℃ 。故尿素合成過程采用較高的壓力 1324MPa 。 未反應(yīng)的原料NH3和 CO2則人溶解于尿液中，因此將未反應(yīng)的 NH3和 CO2從反應(yīng)液中分離并回收返回尿素合成系統(tǒng)，繼續(xù)參加尿素合成反應(yīng)，對提高原料利用率和經(jīng)濟效益起著關(guān)鍵作用。 （ 2） 合成液分離未反應(yīng)物是依據(jù) NH3和CO2相對于尿素和水的易揮發(fā)性，和氨基甲酸銨及各種碳酸銨鹽類的易分解性來考慮的。對于未反應(yīng)物的分離，通常采用汽提或逐級減壓、加熱的方法，將合成液中的未反應(yīng)的甲銨逐級減壓分解為 NH3和 CO2并轉(zhuǎn)入氣相（這個過程成為分解），再用水進行逐級吸收，以液相的形式返回尿素合成系統(tǒng)。 所以，應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫l件，以使最大限度地將未反應(yīng)的 NH3和 CO2從液相中逐出。合成塔反應(yīng)液的逐級減壓、分解n 回收 （ 1） 合成液中的未反應(yīng)物，經(jīng)過逐級減壓分解后，分離出來的 NH3和 CO2體氣，繼續(xù)作為原料返回合成塔參加尿素合成反應(yīng)。目前均是將分離出來的 NH3和 CO2混合氣冷凝，再用水或濃度較低的甲銨液將其吸收成為濃度較高的甲銨液，再用泵把甲銨液逐級返回，最終送入合成塔，構(gòu)成回收循環(huán)。每級的分解氣通過冷凝或吸收成為液體，再逐級用泵送到更高壓力的一級，最后得到高濃度的甲銨液返回合成塔。 （ 3） 反之，如一次降壓到很低的壓力，雖然可以達到分離效果，但得到的低壓 NH3和CO2氣體轉(zhuǎn)入液相又十分困難，或需冷卻到很低溫度，或需加入大量的水來吸收，導(dǎo)致回收液濃度太低。而如此得到的溶液可以以逆流方式用泵送到更高一級壓力作為吸收液，最后返回高壓合成系統(tǒng)的是高濃度的甲銨液n 液體吸收氣體的溫度不可太低，以防出現(xiàn)固體結(jié)晶；返回系統(tǒng)的水量必須控制最少，否則進入合成塔的原料中水分會降低尿素合成率，造成大量溶液循環(huán)，增大了能耗。它是用一種氣體通過待分離的液體混合物，把易分解的組分?jǐn)y帶出來將氣提技術(shù)引入尿素的分離過程，使部分未反應(yīng)物在不減壓 (回收亦不加水 )的條件下自行返回系統(tǒng)，使得尿素生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)有了進一步改善。 CO2汽提法采用原料氣 CO2作為汽提氣， NH3汽提法則是是屬于自汽提，即只需將汽提塔中的合成液加熱， NH3從液相轉(zhuǎn)入氣相就作為汽提氣了，將未反應(yīng)的 NH3和CO2氣體出來。 2．氣提出來的 NH3和 CO2混合氣體所含有的水蒸氣較之減壓循環(huán)返回的甲銨液中的水含量少，因而有利于提高合成反應(yīng)轉(zhuǎn)化率； 3．氣提出來的 NH3和 CO2混合氣在高壓下冷凝，冷凝溫度較高，放出熱量可以回收利用。因此須經(jīng)蒸發(fā)工序進一步濃縮成含水量極少的熔融態(tài)尿素， 使其濃度達到 96%以上純凈的尿液。蒸發(fā)如果采用較高的溫度會使尿素中的縮二脲含量增加，所以采用真空，以降低溶液的沸點，在相對低的溫度蒸發(fā)。 （ 2） 對于采用的造粒塔造粒，
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