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(niao)素生產(chan)工藝流程(cheng)(cheng)基本(ben)由6個工藝單(dan)(dan)元,即(ji)原料供應(ying)、尿(niao)素的(de)(de)高壓合(he)成、含尿(niao)素溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)分(fen)離(li)過程(cheng)(cheng)、未(wei)反應(ying)氨(an)和二(er)氧化(hua)碳(tan)的(de)(de)回收、尿(niao)素溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)濃縮、造粒與產(chan)品輸送(song)和工藝冷凝液(ye)(ye)處理(li),其(qi)基本(ben)過程(cheng)(cheng)如圖5-116所示。原料CO2和NH3被(bei)加(jia)壓送(song)到高壓合(he)成圈,反應(ying)生成尿(niao)素,二(er)氧化(hua)碳(tan)轉化(hua)率在(zai)50%~75%,此(ci)過程(cheng)(cheng)被(bei)稱(cheng)為合(he)成工序(xu)(xu);分(fen)離(li)過程(cheng)(cheng)與未(wei)反應(ying)物回收單(dan)(dan)元承擔著(zhu)把未(wei)轉化(hua)為尿(niao)素的(de)(de)氨(an)和二(er)氧化(hua)碳(tan)從溶(rong)液(ye)(ye)中分(fen)離(li)出來,并回收返(fan)回合(he)成工序(xu)(xu),因此(ci)這(zhe)兩(liang)個單(dan)(dan)元被(bei)統稱(cheng)為循環(huan)工序(xu)(xu);最后在(zai)真(zhen)空(kong)蒸發和造粒設備中把70%~75%的(de)(de)尿(niao)素溶(rong)液(ye)(ye)經濃縮加(jia)工為固體產(chan)品,稱(cheng)為最終(zhong)加(jia)工工序(xu)(xu)。


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  盡管尿(niao)素(su)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)基本(ben)過程相似(si),但在(zai)具體的(de)(de)流(liu)程、工(gong)藝(yi)條件(jian)、設(she)備(bei)結(jie)構(gou)等(deng)方面(mian),不同工(gong)藝(yi)存(cun)在(zai)一定(ding)的(de)(de)差異。迄今世界各地(di)的(de)(de)尿(niao)素(su)工(gong)廠,絕大多(duo)數都是(shi)(shi)由幾家工(gong)程設(she)計(ji)公(gong)(gong)司所開(kai)發設(she)計(ji)的(de)(de),已形成幾種典型的(de)(de)工(gong)藝(yi)流(liu)程,典型的(de)(de)有荷(he)蘭斯(si)太米卡邦(Stamicarbon)公(gong)(gong)司的(de)(de)水(shui)溶液全循(xun)環CO2氣(qi)提法(fa)(fa)、意大利斯(si)納姆(Snamprogetti)公(gong)(gong)司的(de)(de)氨汽(qi)(qi)提法(fa)(fa)和(he)蒙特愛迪生(sheng)(sheng)集(ji)團公(gong)(gong)司的(de)(de)等(deng)壓雙循(xun)環工(gong)藝(yi)(IDR)、日(ri)本(ben)三井東(dong)亞-東(dong)洋(yang)工(gong)程公(gong)(gong)司的(de)(de)全循(xun)環改(gai)(gai)良C法(fa)(fa)和(he)改(gai)(gai)良D法(fa)(fa)及ACES法(fa)(fa)、美國尿(niao)素(su)技術公(gong)(gong)司UTI的(de)(de)熱(re)循(xun)環法(fa)(fa)尿(niao)素(su)工(gong)藝(yi)(HR)等(deng)。但不論是(shi)(shi)哪種工(gong)藝(yi)流(liu)程,生(sheng)(sheng)產(chan)過程中主要(yao)原(yuan)料NH3和(he)CO2的(de)(de)消(xiao)耗基本(ben)上是(shi)(shi)相同的(de)(de),其流(liu)程的(de)(de)先進(jin)與否主要(yao)表現(xian)在(zai)公(gong)(gong)用工(gong)程,即水(shui)、電(dian)、汽(qi)(qi)的(de)(de)消(xiao)耗上。尿(niao)素(su)生(sheng)(sheng)產(chan)流(liu)程的(de)(de)改(gai)(gai)進(jin)過程,實質就是(shi)(shi)公(gong)(gong)用工(gong)程消(xiao)耗降低的(de)(de)過程。


  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。


  目前設計(ji)的(de)(de)采用(yong)CO2汽(qi)提工(gong)藝(yi)和氨(an)汽(qi)提工(gong)藝(yi)的(de)(de)尿(niao)素裝置,其尿(niao)素氨(an)耗基本(ben)接近于理論水平,公用(yong)工(gong)程消耗更(geng)低(di),相對于傳統(tong)的(de)(de)設計(ji),其投(tou)資更(geng)低(di)。下面僅介紹(shao) Snamprogetti 氨(an)汽(qi)提法尿(niao)素工(gong)藝(yi)。


  意(yi)大利(li)斯(si)納姆公(gong)司創(chuang)立于1956年,在20世(shi)紀60年代(dai)初開始尿素(su)生產的(de)研究。1966年第(di)(di)一個(ge)建成以氨(an)(an)作為汽提(ti)氣(qi)的(de)日(ri)產70t的(de)尿素(su)裝(zhuang)置(zhi)。早期第(di)(di)一代(dai)氨(an)(an)汽提(ti)法(fa)尿素(su)裝(zhuang)置(zhi),設備采(cai)用(yong)框架式(shi)立體布置(zhi),氨(an)(an)直接加(jia)入汽提(ti)塔底部。在20世(shi)紀70年代(dai)中期,改進了設計,設備改為平面布置(zhi),而且(qie)也不向汽提(ti)塔直接加(jia)入氨(an)(an)氣(qi),這就(jiu)是所謂的(de)自汽提(ti)工(gong)藝或稱(cheng)為第(di)(di)二(er)代(dai)氨(an)(an)汽提(ti)工(gong)藝,是目前采(cai)用(yong)的(de)方法(fa)。斯(si)納姆氨(an)(an)汽提(ti)法(fa)尿素(su)工(gong)藝由(you)以下幾個(ge)主要工(gong)序組成。


①. CO2氣體的壓縮。


②. 液氨的加壓。


③. 高壓合成與氨(an)汽提回收。


④. 中(zhong)壓分解與循環回(hui)收。


⑤. 低壓(ya)分解與(yu)循(xun)環回收。


⑥. 中、低壓分解(jie)與循環回收。


⑦. 真空蒸發(fa)與(yu)造粒。


⑧. 解(jie)吸與(yu)水解(jie)系統。


氨汽(qi)提法尿素生產工藝流程、如圖(tu)5-117所示。









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