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)生產工藝(yi)流(liu)程基(ji)本由(you)6個工藝(yi)單元(yuan),即原(yuan)料供應(ying)(ying)、尿素(su)的(de)(de)高壓合(he)(he)(he)成、含(han)尿素(su)溶(rong)(rong)液的(de)(de)分離(li)(li)過(guo)程、未反(fan)應(ying)(ying)氨和二(er)氧(yang)(yang)化碳的(de)(de)回(hui)收、尿素(su)溶(rong)(rong)液的(de)(de)濃(nong)縮(suo)、造(zao)粒與產品輸送(song)(song)和工藝(yi)冷(leng)凝液處理(li),其基(ji)本過(guo)程如圖5-116所示。原(yuan)料CO2和NH3被加(jia)壓送(song)(song)到高壓合(he)(he)(he)成圈,反(fan)應(ying)(ying)生成尿素(su),二(er)氧(yang)(yang)化碳轉化率在(zai)50%~75%,此(ci)過(guo)程被稱為(wei)合(he)(he)(he)成工序;分離(li)(li)過(guo)程與未反(fan)應(ying)(ying)物回(hui)收單元(yuan)承(cheng)擔著把未轉化為(wei)尿素(su)的(de)(de)氨和二(er)氧(yang)(yang)化碳從溶(rong)(rong)液中分離(li)(li)出來,并回(hui)收返回(hui)合(he)(he)(he)成工序,因此(ci)這兩個單元(yuan)被統(tong)稱為(wei)循環工序;最后在(zai)真空蒸發和造(zao)粒設(she)備中把70%~75%的(de)(de)尿素(su)溶(rong)(rong)液經濃(nong)縮(suo)加(jia)工為(wei)固體產品,稱為(wei)最終加(jia)工工序。


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  盡管尿(niao)(niao)素生產的(de)(de)基本(ben)(ben)過(guo)程(cheng)(cheng)相(xiang)似,但在具體的(de)(de)流(liu)程(cheng)(cheng)、工(gong)藝(yi)條(tiao)件、設備結構等(deng)方面,不同工(gong)藝(yi)存在一定的(de)(de)差異(yi)。迄(qi)今世界各地(di)的(de)(de)尿(niao)(niao)素工(gong)廠(chang),絕(jue)大(da)(da)多數(shu)都是(shi)由(you)幾家工(gong)程(cheng)(cheng)設計公(gong)(gong)司(si)(si)所開發設計的(de)(de),已(yi)形成幾種典(dian)(dian)型的(de)(de)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)(cheng),典(dian)(dian)型的(de)(de)有荷蘭斯太米卡(ka)邦(Stamicarbon)公(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)水溶液全循環(huan)(huan)CO2氣(qi)提法(fa)、意大(da)(da)利斯納姆(Snamprogetti)公(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)氨(an)汽提法(fa)和蒙特(te)愛迪生集(ji)團公(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)等(deng)壓雙(shuang)循環(huan)(huan)工(gong)藝(yi)(IDR)、日本(ben)(ben)三井東亞(ya)-東洋工(gong)程(cheng)(cheng)公(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)全循環(huan)(huan)改(gai)良C法(fa)和改(gai)良D法(fa)及(ji)ACES法(fa)、美國(guo)尿(niao)(niao)素技術公(gong)(gong)司(si)(si)UTI的(de)(de)熱循環(huan)(huan)法(fa)尿(niao)(niao)素工(gong)藝(yi)(HR)等(deng)。但不論是(shi)哪種工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)(cheng),生產過(guo)程(cheng)(cheng)中主要原料NH3和CO2的(de)(de)消耗基本(ben)(ben)上(shang)是(shi)相(xiang)同的(de)(de),其流(liu)程(cheng)(cheng)的(de)(de)先進(jin)與否(fou)主要表現在公(gong)(gong)用工(gong)程(cheng)(cheng),即水、電(dian)、汽的(de)(de)消耗上(shang)。尿(niao)(niao)素生產流(liu)程(cheng)(cheng)的(de)(de)改(gai)進(jin)過(guo)程(cheng)(cheng),實質就是(shi)公(gong)(gong)用工(gong)程(cheng)(cheng)消耗降低的(de)(de)過(guo)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(de)采用CO2汽提工(gong)(gong)藝(yi)和氨(an)汽提工(gong)(gong)藝(yi)的(de)尿素(su)裝置,其尿素(su)氨(an)耗基本接近(jin)于理論水平,公用工(gong)(gong)程消耗更低(di),相對于傳統(tong)的(de)設(she)計,其投資更低(di)。下面僅介紹(shao) Snamprogetti 氨(an)汽提法尿素(su)工(gong)(gong)藝(yi)。


  意(yi)大利(li)斯(si)納姆(mu)公司創(chuang)立(li)于(yu)1956年(nian),在(zai)20世紀60年(nian)代(dai)(dai)初開始尿(niao)素(su)生產的(de)研究。1966年(nian)第(di)一個建成以氨作(zuo)為(wei)汽(qi)(qi)提(ti)氣的(de)日(ri)產70t的(de)尿(niao)素(su)裝置。早期(qi)第(di)一代(dai)(dai)氨汽(qi)(qi)提(ti)法(fa)尿(niao)素(su)裝置,設(she)(she)備采(cai)用框架式立(li)體布置,氨直(zhi)接加(jia)入汽(qi)(qi)提(ti)塔底部。在(zai)20世紀70年(nian)代(dai)(dai)中期(qi),改進(jin)了設(she)(she)計(ji),設(she)(she)備改為(wei)平面布置,而(er)且也不向(xiang)汽(qi)(qi)提(ti)塔直(zhi)接加(jia)入氨氣,這(zhe)就是(shi)所謂的(de)自汽(qi)(qi)提(ti)工藝或稱為(wei)第(di)二代(dai)(dai)氨汽(qi)(qi)提(ti)工藝,是(shi)目(mu)前采(cai)用的(de)方法(fa)。斯(si)納姆(mu)氨汽(qi)(qi)提(ti)法(fa)尿(niao)素(su)工藝由以下(xia)幾個主要(yao)工序組成。


①. CO2氣體的壓縮。


②. 液氨的(de)加壓。


③. 高壓合成與(yu)氨(an)汽提回收。


④. 中壓分解與循環回收。


⑤. 低壓分解(jie)與循環回收。


⑥. 中、低壓分解與循(xun)環回收。


⑦. 真空(kong)蒸(zheng)發與造粒。


⑧. 解吸(xi)與水解系統。


氨汽提法尿素生(sheng)產工藝流(liu)程、如圖5-117所示。









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