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)(niao)(niao)素(su)(su)(su)生產工(gong)(gong)(gong)藝流(liu)程(cheng)(cheng)(cheng)基本由6個工(gong)(gong)(gong)藝單(dan)元,即原料(liao)供應(ying)(ying)、尿(niao)(niao)(niao)素(su)(su)(su)的(de)高壓(ya)合(he)成(cheng)、含尿(niao)(niao)(niao)素(su)(su)(su)溶(rong)液(ye)的(de)分離過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)、未(wei)反(fan)應(ying)(ying)氨和(he)二氧化(hua)碳(tan)的(de)回收(shou)、尿(niao)(niao)(niao)素(su)(su)(su)溶(rong)液(ye)的(de)濃縮(suo)、造粒與產品輸(shu)送和(he)工(gong)(gong)(gong)藝冷(leng)凝液(ye)處理(li),其基本過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)如圖5-116所(suo)示。原料(liao)CO2和(he)NH3被加壓(ya)送到高壓(ya)合(he)成(cheng)圈,反(fan)應(ying)(ying)生成(cheng)尿(niao)(niao)(niao)素(su)(su)(su),二氧化(hua)碳(tan)轉(zhuan)化(hua)率在50%~75%,此(ci)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)被稱(cheng)為(wei)合(he)成(cheng)工(gong)(gong)(gong)序(xu);分離過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)與未(wei)反(fan)應(ying)(ying)物回收(shou)單(dan)元承(cheng)擔著把未(wei)轉(zhuan)化(hua)為(wei)尿(niao)(niao)(niao)素(su)(su)(su)的(de)氨和(he)二氧化(hua)碳(tan)從溶(rong)液(ye)中分離出(chu)來,并回收(shou)返回合(he)成(cheng)工(gong)(gong)(gong)序(xu),因此(ci)這(zhe)兩(liang)個單(dan)元被統(tong)稱(cheng)為(wei)循環工(gong)(gong)(gong)序(xu);最后在真空蒸發和(he)造粒設備中把70%~75%的(de)尿(niao)(niao)(niao)素(su)(su)(su)溶(rong)液(ye)經濃縮(suo)加工(gong)(gong)(gong)為(wei)固體產品,稱(cheng)為(wei)最終加工(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)序(xu)。


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  盡管尿素(su)生產的(de)(de)基本(ben)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)相似(si),但在(zai)(zai)具體的(de)(de)流程(cheng)(cheng)(cheng)、工藝(yi)條件、設備結構等(deng)方面,不同工藝(yi)存在(zai)(zai)一定(ding)的(de)(de)差(cha)異。迄今世界各地的(de)(de)尿素(su)工廠,絕大多(duo)數都(dou)是由幾家工程(cheng)(cheng)(cheng)設計公(gong)(gong)司(si)(si)所開發設計的(de)(de),已形(xing)成幾種(zhong)典型(xing)的(de)(de)工藝(yi)流程(cheng)(cheng)(cheng),典型(xing)的(de)(de)有荷蘭(lan)斯(si)太米卡邦(Stamicarbon)公(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)水(shui)溶液全(quan)循環CO2氣提法(fa)(fa)、意大利(li)斯(si)納姆(mu)(Snamprogetti)公(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)氨(an)汽(qi)提法(fa)(fa)和蒙特愛迪生集團公(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)等(deng)壓雙(shuang)循環工藝(yi)(IDR)、日本(ben)三井(jing)東(dong)亞-東(dong)洋工程(cheng)(cheng)(cheng)公(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)全(quan)循環改(gai)良C法(fa)(fa)和改(gai)良D法(fa)(fa)及ACES法(fa)(fa)、美國尿素(su)技術公(gong)(gong)司(si)(si)UTI的(de)(de)熱循環法(fa)(fa)尿素(su)工藝(yi)(HR)等(deng)。但不論是哪(na)種(zhong)工藝(yi)流程(cheng)(cheng)(cheng),生產過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中主要原料(liao)NH3和CO2的(de)(de)消耗(hao)基本(ben)上是相同的(de)(de),其流程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)先進與否主要表現在(zai)(zai)公(gong)(gong)用工程(cheng)(cheng)(cheng),即水(shui)、電、汽(qi)的(de)(de)消耗(hao)上。尿素(su)生產流程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)改(gai)進過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng),實質(zhi)就是公(gong)(gong)用工程(cheng)(cheng)(cheng)消耗(hao)降低的(de)(de)過(guo)程(cheng)(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。


  目前設計(ji)的(de)采用(yong)CO2汽提(ti)(ti)工藝(yi)和(he)氨(an)汽提(ti)(ti)工藝(yi)的(de)尿素裝置,其尿素氨(an)耗(hao)基本接近于(yu)理論(lun)水平(ping),公用(yong)工程(cheng)消耗(hao)更低(di),相對于(yu)傳統的(de)設計(ji),其投資更低(di)。下面僅介紹(shao) Snamprogetti 氨(an)汽提(ti)(ti)法尿素工藝(yi)。


  意(yi)大(da)利斯納(na)姆公(gong)司創立(li)于1956年(nian)(nian),在(zai)20世紀60年(nian)(nian)代(dai)初開始尿(niao)(niao)素(su)生產的(de)(de)研究(jiu)。1966年(nian)(nian)第一個建成(cheng)以氨(an)(an)作為(wei)汽(qi)提(ti)氣的(de)(de)日產70t的(de)(de)尿(niao)(niao)素(su)裝(zhuang)置。早期第一代(dai)氨(an)(an)汽(qi)提(ti)法(fa)尿(niao)(niao)素(su)裝(zhuang)置,設(she)(she)備(bei)采(cai)用框架式(shi)立(li)體布置,氨(an)(an)直接(jie)加入(ru)(ru)汽(qi)提(ti)塔底部。在(zai)20世紀70年(nian)(nian)代(dai)中(zhong)期,改(gai)(gai)進(jin)了設(she)(she)計(ji),設(she)(she)備(bei)改(gai)(gai)為(wei)平面布置,而且也不向汽(qi)提(ti)塔直接(jie)加入(ru)(ru)氨(an)(an)氣,這就(jiu)是所謂的(de)(de)自汽(qi)提(ti)工(gong)(gong)藝或稱為(wei)第二代(dai)氨(an)(an)汽(qi)提(ti)工(gong)(gong)藝,是目前(qian)采(cai)用的(de)(de)方法(fa)。斯納(na)姆氨(an)(an)汽(qi)提(ti)法(fa)尿(niao)(niao)素(su)工(gong)(gong)藝由以下幾個主要工(gong)(gong)序組成(cheng)。


①. CO2氣體的壓縮。


②. 液氨的加壓。


③. 高(gao)壓合(he)成(cheng)與(yu)氨(an)汽提回收。


④. 中壓分解與循(xun)環回(hui)收。


⑤. 低壓分解與循(xun)環回收(shou)。


⑥. 中、低(di)壓分(fen)解與(yu)循環(huan)回收。


⑦. 真空(kong)蒸發與造(zao)粒。


⑧. 解吸與水解系(xi)統。


氨汽(qi)提法尿素生產工藝流程、如圖5-117所示。









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