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)(su)生(sheng)產工(gong)藝(yi)流程基(ji)本(ben)由6個工(gong)藝(yi)單(dan)元(yuan),即原料(liao)供應、尿素(su)(su)的高壓合(he)成、含(han)尿素(su)(su)溶液的分離過程、未反(fan)應氨和(he)(he)(he)二(er)氧化(hua)碳的回收、尿素(su)(su)溶液的濃縮、造(zao)(zao)粒與產品輸送(song)和(he)(he)(he)工(gong)藝(yi)冷凝液處理,其基(ji)本(ben)過程如圖5-116所示。原料(liao)CO2和(he)(he)(he)NH3被(bei)加壓送(song)到(dao)高壓合(he)成圈,反(fan)應生(sheng)成尿素(su)(su),二(er)氧化(hua)碳轉(zhuan)化(hua)率(lv)在50%~75%,此(ci)過程被(bei)稱(cheng)為合(he)成工(gong)序(xu)(xu);分離過程與未反(fan)應物回收單(dan)元(yuan)承擔著把(ba)未轉(zhuan)化(hua)為尿素(su)(su)的氨和(he)(he)(he)二(er)氧化(hua)碳從(cong)溶液中分離出來,并回收返回合(he)成工(gong)序(xu)(xu),因此(ci)這兩(liang)個單(dan)元(yuan)被(bei)統稱(cheng)為循環工(gong)序(xu)(xu);最后在真空(kong)蒸(zheng)發和(he)(he)(he)造(zao)(zao)粒設備(bei)中把(ba)70%~75%的尿素(su)(su)溶液經濃縮加工(gong)為固(gu)體(ti)產品,稱(cheng)為最終加工(gong)工(gong)序(xu)(xu)。


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  盡管尿(niao)素(su)(su)生產(chan)的(de)(de)基(ji)本過程(cheng)(cheng)相(xiang)似,但(dan)在(zai)具(ju)體的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)(cheng)、工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)條件(jian)、設備結(jie)構等(deng)方面,不同工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)存(cun)在(zai)一定的(de)(de)差異。迄(qi)今世界各地的(de)(de)尿(niao)素(su)(su)工(gong)(gong)(gong)廠,絕大(da)多數都是由幾家(jia)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)(ji)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)所(suo)開發設計(ji)(ji)的(de)(de),已(yi)形成幾種典型的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)(cheng),典型的(de)(de)有(you)荷(he)蘭斯(si)太米卡邦(Stamicarbon)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)水溶(rong)液全(quan)循環(huan)(huan)CO2氣提法(fa)、意大(da)利斯(si)納(na)姆(Snamprogetti)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)氨汽提法(fa)和(he)蒙特愛迪生集團公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)等(deng)壓(ya)雙循環(huan)(huan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(IDR)、日本三(san)井東亞-東洋(yang)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)全(quan)循環(huan)(huan)改良(liang)C法(fa)和(he)改良(liang)D法(fa)及(ji)ACES法(fa)、美國(guo)尿(niao)素(su)(su)技術(shu)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)UTI的(de)(de)熱循環(huan)(huan)法(fa)尿(niao)素(su)(su)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(HR)等(deng)。但(dan)不論是哪種工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)(cheng),生產(chan)過程(cheng)(cheng)中(zhong)主(zhu)要原料NH3和(he)CO2的(de)(de)消(xiao)耗(hao)基(ji)本上(shang)是相(xiang)同的(de)(de),其流(liu)(liu)(liu)程(cheng)(cheng)的(de)(de)先進(jin)與否主(zhu)要表(biao)現在(zai)公(gong)(gong)(gong)用工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng),即水、電、汽的(de)(de)消(xiao)耗(hao)上(shang)。尿(niao)素(su)(su)生產(chan)流(liu)(liu)(liu)程(cheng)(cheng)的(de)(de)改進(jin)過程(cheng)(cheng),實質就(jiu)是公(gong)(gong)(gong)用工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)消(xiao)耗(hao)降(jiang)低的(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)計的采用(yong)CO2汽提(ti)工藝(yi)和氨(an)汽提(ti)工藝(yi)的尿素(su)裝置,其尿素(su)氨(an)耗基本接近于(yu)理(li)論水平(ping),公用(yong)工程消耗更低,相(xiang)對于(yu)傳統(tong)的設(she)計,其投資更低。下面僅(jin)介紹 Snamprogetti 氨(an)汽提(ti)法尿素(su)工藝(yi)。


  意大(da)利斯納姆公司創立于1956年(nian)(nian),在(zai)20世紀(ji)(ji)60年(nian)(nian)代初開始尿(niao)(niao)素生(sheng)產的(de)研究。1966年(nian)(nian)第一個(ge)建(jian)成(cheng)以(yi)氨作為汽(qi)(qi)提氣的(de)日產70t的(de)尿(niao)(niao)素裝置。早期第一代氨汽(qi)(qi)提法尿(niao)(niao)素裝置,設(she)備采用(yong)框架式立體布(bu)置,氨直接加(jia)(jia)入汽(qi)(qi)提塔底部。在(zai)20世紀(ji)(ji)70年(nian)(nian)代中期,改進了設(she)計,設(she)備改為平面布(bu)置,而且也不(bu)向汽(qi)(qi)提塔直接加(jia)(jia)入氨氣,這就是所謂(wei)的(de)自汽(qi)(qi)提工藝或稱(cheng)為第二代氨汽(qi)(qi)提工藝,是目(mu)前采用(yong)的(de)方(fang)法。斯納姆氨汽(qi)(qi)提法尿(niao)(niao)素工藝由以(yi)下幾個(ge)主要(yao)工序組成(cheng)。


①. CO2氣體的壓縮。


②. 液氨(an)的加壓。


③. 高壓合成與氨(an)汽提回收(shou)。


④. 中壓分(fen)解與循(xun)環回(hui)收。


⑤. 低壓分解與(yu)循環回收。


⑥. 中、低壓分解(jie)與(yu)循環回收。


⑦. 真空蒸(zheng)發與造(zao)粒。


⑧. 解(jie)吸與水解(jie)系統(tong)。


氨(an)汽提(ti)法尿素(su)生產工藝流(liu)程、如圖5-117所示。









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