当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

尿素生产工艺


尿素生产工艺 尿素生产工艺
摘要: 摘要:讨论了尿素的性质、 尿素的生产方法、工艺、尿液的加工方法、尿素的 贮存方法、 尿液的设备合成塔和合成塔的操作控制分析以及尿素在各个领域的应 用.本文着重介绍了用水溶液全循环法生产尿素,以及它的发展前景. 关键词:尿素 关键词 尿素生产工艺

前言 目前,中国是世界上最大的化肥生产和消费大国,合成氨年生产能力已

达 4222 万吨。但合成氨一直是化工产业的耗能大户。6 月 7 日~8 日,全国合成氨 节能改造项目技术交流会在北京召开, 明确了“十一五”期间合成氨节能工程在 降耗、环保等方面要达到的具体目标。 据了解,十多年来,我国合成氨装置先后经过油改煤、煤改油、油改气和无 烟煤改粉煤等多次反复的原料路线改造和节能改造,先后在烃类蒸汽转化工段、 变换工段、脱碳工段、控制系统等进行了数十项大型改造。其中造气炉、炉况监 测与系统优化、脱硫系统等技改始终是重点。但是,由于装置原料路线、资源供 应、运输、资金与技术成熟度等诸多方面原因,合成氨节能技术改造的效果始终 未能达到预期目标。到 2004 年底,合成氨单位能耗平均为 1700 千克标煤/吨, 吨氨平均水平与国际先进水平相差 600~700 千克标煤。据了解,合成氨节能改 造项目的具体实施由中国化工节能技术协会负责。

1. 1.1

概述 尿素性质 尿素:学名为碳酰二胺,分子式为 CO(NH2)2 ,相对分子量为 60.06。因最

早由人类及哺乳动物的尿液中发现,故称为尿素。 纯净的尿素为无色、无味 、无臭的针状或棱柱状的晶体,含氮量 46.6%, 工业尿素因含有杂质而呈白色或浅黄色。 尿素的熔点在常压下为 132.6℃,超过熔点则分解。尿素较易吸湿,其吸湿 性次于硝酸铵而大于硫酸铵,故包装、贮存要注意防潮。尿素易容于水和液氨, 其溶解度随温度升高而增大,尿素还能容于一些有机溶剂,如甲醇、苯等。 常温时,尿素在水中缓慢地进行水解,最初转化为氨基甲酸铵,然后形成碳 酸铵,最后分解为厂氨和二氧化碳。随着温度的升高,水解加快,水解程度也增 大,在 145℃以上尿素的水解速度剧增。这一点对尿素的生产有实际的影响,故 在循环和蒸发工序应于注意。但在 60℃以下,尿素在酸性、碱性或中性溶液中 不会发生水解作用。

尿素在高温下进行缩合反应,生成缩二脲 缩三脲和三聚氰酸。缩二脲会烧 伤作物的叶和嫩枝,故应控制产品中缩二脲的含量。往尿液中加入销铵,对尿素 能起到稳定作用。 1.2 尿素目前市场分析 今年上半年,尿素市场仍然呈现比较明显的强势特征,产量增加,需求旺盛, 市场交投活跃,价格在相对高位运行,基本上是近几年来上半年尿素市场良好走 势的一种延续。具体说来,今年上半年尿素市场主要呈现以下几方面的特点:一 是价格先低后高,平均价位居于相对高位。今年 1 月份的时候,尿素价格还处于 比较低的位置,但在春节过后,尿素价格出现了明显的上涨走势,普遍上涨了 150~200 元(吨价,下同),高的超过了 250 元。3、4 月份的时候尿素价格高 位盘整,变化不大,5 月份后出现了第二波大幅上涨行情,到 6 月上中旬时,尿 素出厂价普遍达到了 1820~1900 元的高位。二是尿素产量增加速度较快。今年 上半年我国的尿素产量增加速度较快。据统计,5 月份全国共生产尿素 183 万吨 (折纯,下同),比去年同期的 166 万吨相比增长了 10.1%,1~5 月全国共生产 尿素 877.4 万吨,比去年同期的 790.4 万吨增长了 11%。三是需求量稳步增加。 需求出现了两个新的增长点, 替代碳铵和生产高氮复合肥。 四是出口量明显下降。 由于国家严厉的限制政策(特别是上半年),导致上半年我国的尿素出口量明显 下降。据海关统计,5 月份我国共出口尿素 5.7 万吨,比去年同期的 26.9 万吨 下降了 78.8%;1~5 月我国共出口尿素 52.7 万吨,比去年同期的 85.1 万吨下降 了 37.96%。五是政策因素对今年尿素市场的影响总体而言不是太大。上半年的 尿素市场总体来说走势相当不错,但下半年的尿素市场则远没有上半年乐观,下 半年尿素市场面临的压力比较大,特别是产销矛盾将较为突出,具体来说,主要 是以下四大压力。 一是产量增加的压力。上半年我国尿素产量以 10%以上的速度增长,下半 年的尿素产量也同样会比较快,主要原因是一些新的尿素装置将建成投产,另外 老装置的开工率也将比较高。按照目前的尿素价格,绝大多数尿素企业都是盈利 的,并且不少企业的盈利幅度还相当可观,除非尿素价格再下降 200~300 元, 有些企业才可能因为亏损而减少负荷,从而降低增长速度,否则下半年尿素产量 仍将保持比较快的增长速度。 二是需求减少的压力。我国 90%以上的尿素都是用于农业,同时我国 70%的 农业尿素用量都集中在 1~7 月份。相比上半年而言,下半年的旺季时间明显减 少。进入 8 月份后,全国尿素市场就开始逐渐进入用肥淡季,只有局部地区还有 些用肥小旺季及一些工业尿素用量。总体而言,下半年的尿素需求量明显比上半 年要小。

三是出口减少的压力。下半年国内尿素市场明显产大于销,许多人对尿素出 口寄予了希望,但这只不过是一厢情愿。因为下半年的前几个月尿素出口还是按 30%征收关税,即使到了 10、11、12 月份,尿素出口关税税率下调到 15%,实际 每吨尿素出口关税仍在 200 元以上。届时尿素出口量是否会大幅度增加,还取决 于国际尿素市场的价格到底怎么样、与国内尿素价格的价差到底有多大、出口是 否合算等。而从目前国际尿素价格的走势看,出口形势不容乐观。自 4 月底后, 国际尿素价格一直呈下跌之势,目前波罗的海、美国海湾等部分地区的尿素价格 已跌破了 200 美元大关,这对尿素出口明显不利。 四是冬储的压力。今年下半年对尿素市场影响比较大的另一个因素是冬储。 生产厂家的冬储心态怎样、 经销商的冬储心态怎样以及政府部门对尿素冬储的扶 持力度到底有多大,都将对今冬明春的尿素冬储产生比较大的影响,进而对今年 下半年特别是临近年底的后几个月的尿素市场产生明显的影响。 从今年下半年尿素市场的具体走势看,7 月份及 8 月中上旬仍会保持比较高 的价位,因为这个时候还处在用肥旺季,8 月下旬后,随着用肥量的减少,尿素 价格会有一个明显的下跌过程, 至于尿素价格究竟会下跌到什么位置及何时止跌 则主要取决于届时尿素出口状况、 冬储情况及尿素生产厂家的产量情况等三个因 素。 1.3 尿素的生产方法 尿素最先由鲁爱尔于 1773 年在蒸发人尿时发现的。1828 年佛勒在实验室首 先用氨和氰酸合成了尿素: HCON +NH3 =CO(NH2)2 此后,出现了以氨基甲酸铵、碳酸铵及氰氨基钙等作为原料的 50 余种合成尿 素的方法.但是因原料难得或因有毒性或因反应条件难以控制或因经济上不合理, 在工业上均未得到实现. 1868 年巴扎罗夫提出高压下加热氨基甲酸铵脱水生成尿素的方法.1922 年 首先在德国发本公司奥包工厂实现了以 NH3 和 CO2 直接合成尿素的工业化生产,从 而奠定了现代工业生产尿素的基础. 合成氨生产为 NH3 和 CO2 直接合成尿素提供了原料.由 NH3 和 CO2 合成尿素 反应为: 2NH3+CO2 =CO(NH2)2 +H2O

该反应是放热的可逆反应,其产率受到化学平衡的限制,只能部分的转化为 尿素,一般转化率为 50~70%.因而,按转化物的循环利用程度,尿素的生产方法可 分为不循环法、 半循环法和全循环法三种.20 世纪 60 年代以来,全循环法在工 业上得到普遍的使用. 全循环法是将未转化成尿素氨和二氧化碳经多段蒸馏和分离后,全部返回合

成系统循环利用,原料氨利用率达到 97%以上.全循环法尿素主要包括四个基本过 程:(1)氨和二氧化碳的供应及净化;(2)氨和二氧化碳合成尿素;(3)未反应物的 分离与回收;(4)尿素溶液的加工. 全循环法依照分离回收方法的不同又可分为热气循环法、 气体分离循环法、 浆液循环法、 水溶液循环法 、气提法和等压循环法.其中水溶液循环法和气提 法发展最快. 水溶液循环法是将未反应的氨和二氧化碳用水吸收生成甲铵或碳酸铵水溶 液在循环返回合成系统.根据添加水量的不同水溶液全循环法分为两类.一类是 添加水量较多,即 H2O/CO2 摩尔比近于 1 者,称为碳酸铵盐水溶液全循环法;另一类 是添加水量较少的基本上以甲铵溶液返回系统的,称为甲铵溶液全循环法.后者 是前者的改进.水溶液全循环法在尿素生产中一直占有重要的位置,且在不断的 改进和发展中.主要有我国的碳酸铵盐水溶液全循环法 荷兰的斯塔弭谤水溶液 全循环法 日本的三井东亚水溶液全循环法等. 气提法是利用某一介质在与合成等压的条件下分解甲铵并将分解物返回系 统使用的一种方法.按气提介质的不同又可分为二氧化碳气提法、 氨气提法、 变 换气提法 气提法是全循环法的发展,具有热量回收完全,低压氨和二氧化碳处理 量较少的优点.此外,在简化流程、 热能回收 、延长运转周期和减少生产费用等 方面也都优于水溶液全循环法,是尿素发展的一种方向.具有代表的气提法的流 程是荷兰的斯塔米卡帮二氧化碳的气提流程 . 1.4 尿素生产的原料 对原料的要求,其质量分数为:氨>99.5%,水<0.5%,油<10mg/kg.对原料二氧 化碳的要求为:CO2 含量>98.5%,H2S 含量<15mg/m3 1.5 尿素的用途 尿素的用途非常的广泛,它不仅可以用作肥料,而且还可以用作工业原料以 及哺乳动物的饲料。 1.5.1 用作肥料

尿素是目前使用的固体氮肥含氮量最高的化肥,其含氮量为硝酸铵的 1.3 倍,氯化铵的 1.8 倍,硫酸铵的 2.2 倍,碳酸氢铵的 2.6 倍。尿素属中性速效肥 料,长期使用不会使土壤发生板结。其分解释放的 CO2 也可以被农作物吸收,促 进植物的光合作用。在土壤中,尿素能增进磷 钾 镁和钙的有效性,且施入土壤 后无残存废物。利用尿素可制得掺混肥料及复混肥料。 1.5.2 用作工业原料

在有机合成工业中,尿素可用来制取高聚物合成材料,尿素甲醛树脂可用于 生产塑料漆料和胶合剂等;在医药工业中 ,尿素可作为生产利尿剂、 镇静剂、

止痛剂等的原料。此外,在石油、纺织、纤维素、造纸、炸药、制革、染料和选 矿等生产中也要尿素。 1.5.3 用作饲料

尿素可用作牛、羊等动物的辅助饲料,哺乳动物胃中的微生物将尿素的胺态 氮转变为蛋白质,使肉、 奶增产。但作为饲料的尿素规格和用法有特殊的要求, 不能乱用。 2 尿素的合成

氧和二氧化碳的回收 二氧化碳 净化 压缩 合成 液氨 加压 预热

未反应物的分解

蒸发

结晶和造粒

尿素

2.1 尿素合成的基本原理 液氨和二氧化碳直接合成尿素的总反应式为: 2NH3(l)+CO2 =CO(NH2)2+H2O 这是一个放热 体积减小的反应,其反应机理目前有很多的解释,但一般认为, 反应在液相中是分两步进行的.首先液氨和二氧化碳反应生成甲铵,故称其为甲 铵生成反应: 2NH3 (l)+CO2(g) =NH4COONH2(l)

该反应是一个体积缩小的强放热反应.在一定的条件下,此反应速率很快,容易达 到平衡.且此反应二氧化碳的转化率很高. 然后是液态甲铵脱水生成尿素,称为甲铵脱水反应: NH4COONH2(l) =CO(NH2)2(l)+H2O

该反应是微吸热反应,平衡转化率不是很高,一般为 50%-70%.此步反应的速 率很慢是尿素合成中的控制反应. 2.2 尿素合成的工艺条件 根据前述尿素合成的基本原理可知,影响尿素合成的主要因素有温度、 原料 的配方 2.2.1 压力、 反映时间等. 温度

尿素合成的控制反应是甲铵脱水,它是一个微吸热反应,故提高温度 、甲铵 脱水速度加快.温度每升 10℃,反应速度约增加一倍,因此,从反应速率角度考虑, 高温是有利的. 目前应选择略高于最高平衡转化率时的温度,故尿素合成塔上部大致为

185~200℃;在合成塔的下部,气液两相间的平衡对温度起者决定性的作用.操作 温度要低于物系平衡的温度. 2.2.2 氨碳比

工业生产上,通过综合考虑,一般水溶液全循环法氨碳比应选择在 4 左右,若 利用合成塔副产蒸汽,则氨碳比取 3.5 以下. 2.2.3 水碳比

水溶液全循环法中,水碳比一般控制在 0.6~0.7; (1) 操作压力 一般情况下,生产的操作压力要高于合成塔顶物料和该温度下的平衡压力 1~3Mpa.对于水溶液全循环法,当温度为 190℃和 NH3/CO2 等于 4 时,相应的平衡压 力是 18Mpa 左右,故其操作压力是一般为 20Mpa 左右. (2) 反应时间 对于反应温度为 180~190℃的装置,一般反应时间是 40~60min,其转化率 可达平衡转化率的 90~95%.对于反应温度为 200℃个装置,反应时间一般为 30min 左右,其转化率也接近于平衡转化率. 2.3 尿素的生产工艺流程 由于目前普遍采用水溶液全循环法生产尿素下面就简述水溶液循环法生产 尿素的流程.

图 3-19 是目前在我国得到广泛应用的中压、 低压两段分解水溶液全循环法直 接造粒尿素工艺流程图。现将流程叙述如下: 二氧化碳经压缩机 1 加压至 20MPa 左右,温度约为 125℃,进入尿素合成塔

5 底部。经高压泵 3 加压,与经液氨预热器 4 预热到温度约 90℃的液氨,配成 氨碳比为 4 左右进入合成塔底部。从一段吸收塔 10 来的甲铵溶液,由一段甲铵 泵 11 加压后亦同样送入合成塔底部。上述三股物料在合成塔内充分混合并反应 生成甲铵。二氧化碳约有 62%左右转化为尿素。 含有尿素、 未转化的甲铵、 过剩氨和水的混合溶液, 通过减压阀减压至 1.72~ 1.82MPa,进入顶分离器 6,在此进行气液分离。由顶分离器出来的溶液,因膨 胀气化,温度有所下降,进入一段分解塔 7 进行加热分解。 把一段分解塔分出的气体也引入预分离器后,将气体一并引入一段蒸发加热 器 19 下部.在蒸发加热器中,部分气体冷凝,因而放出热量使尿液蒸发。自蒸 发器下部出来的气体,导入一段吸收塔底部鼓泡吸收。在此约有 95%气态 CO2 和全部水蒸气被吸收生成甲铵溶液。未被吸收的气体在塔内上升,与由液氨缓冲 槽 2 来的回流液氨逆流接触,未吸收的 CO2 完全从气相中除去,而纯的气态氨 离开吸收塔进入氨冷凝器 12,借冷却水将氨冷凝,被冷凝的液氨流入氨缓冲槽。 在氨冷器中未冷凝的惰性气体进入洗涤器 13,气体中的氢用二段蒸发冷凝液 来吸收。氨水在洗涤器中增浓,然后流入吸收塔顶。 来自二段吸收塔 14 的甲铵液经二段甲铵泵 15 送入一段吸收塔下部。浓的甲 铵液由一段吸收塔底部出来经一段甲铵泵进入合成塔底部。 由一段分解塔出来的溶液减压至 0.3~O.4MPa,进入二段分解塔 8 进行加热 分解。分离出来的液体送入闪蒸槽 18,气体则进入二段吸收塔底部,由加入塔 顶的二段蒸发冷凝液来吸收。 由二段吸收塔顶出来的气体与惰性气体洗涤器出来 的气体混合进入尾气吸收塔 16,由蒸发冷凝液进行循环回收。回收后,气体由 尾气吸收塔顶放空,溶液在浓度达到一定程度时,进入解吸塔 17 进行解吸,解 吸后的气体引入二段吸收塔底部。 由二段分解塔底出来的溶液,减压后进入闪蒸槽中,在 41kPa 真空下气化, 除去部分水和溶解的氨等,使尿液不含溶解的氨和二氧化碳并得到浓缩。 经闪蒸后的尿液由尿液泵 26 送入蒸发系统。 一段蒸发器将尿液蒸浓到 96%, 并经分离器 20 进行气液分离。从分离器出来的蒸汽与闪蒸槽的蒸汽一并进入一 段蒸发表面冷凝器 27 内冷凝。一段蒸发在 58kPa 真空下操作。尿液自一段蒸发 分离器进入二段蒸发加热器 21, 尿液在其中蒸浓至 99.7%(重量), 温度约 140℃。 气液混合物自蒸发器进入蒸发分离器 22,分离出来的 99.7%的浓缩尿素溶液, 经熔融尿素泵 23 送至造粒塔顶旋转式造粒喷头 24 喷洒造粒。粒状尿素再经皮 带运输、包装即成为产品。 2.4 尿素的工艺计算 物料衡算:

1〉物料衡算所需的基本公式: ①预热前后物料质量不变,即 GC=G1(1-W1)=G2(1-W2 ) ②水分蒸发量 W=GC(X1-X2) ③空气消耗量: L=W/H2-H1 在大气中空气的湿基含水量为 10%,预热后空气中的湿基含水量为 7%,假 设预热空气量为 6000 ㎏/h,原始空气的湿度为 0.0117 ㎏/㎏,温度为 20℃,经 预热器加热至 80℃进入氧化炉,出炉的废气湿度为 0.0379 ㎏水/㎏干空气,需求 空气在预热器中蒸发的水分量为多少?将空气送入预热器的鼓风机入口风量是 多大?

解:已知

H1=0.0117 ㎏/㎏ W1=10%=0.1

H2=0.0379 ㎏水/㎏干空气 G2=6000 ㎏/h

W2=7%=0.07



X1=W1/1-W1=0.1/1-0.1=0.1111 ㎏水/㎏空气 X2=W2/1-W2=0.07/1-0.07=0.0752 ㎏水/㎏空气 GC=G2(1-W2)=6000(1-0.07)=5580 ㎏/h

蒸发的水分量为 W=GC(X1-X2)=5580(0.1111-0.0752)=200 ㎏水/ h 干空气消耗量为 L=W/H2-H1=200/0.0379-0.0117=0.7633×104 ㎏空气/ h uH=(0.773+1.244H1)273+t0/273 =(0.773+1.244×0.0117)273+20/273 =0.845m3/㎏干空气 故鼓风机入口风量为 Vh=LuH=0.7633×104×0.845 =0.6449×104m3/ h 如果在夏季生产,气温升高湿度和相对湿度都会增加,出氧化炉的废气的湿 度也会相应增加,在要求废气湿度不变的情况下,空气消耗量也会随之增加,所 以在计算中一般按照夏季平均最高值条件来计算空气消耗量。 以上数据由参考文献〈2〉得 2.5 尿素合成塔 合成塔是合成尿素生产中的关键设备之一,由于合成尿素是在高温、高压下

进行的,且溶液又具有强烈的腐蚀性,所以,尿素合成塔应符合高压容器的要求, 兵应具有良好的耐腐蚀性. 目前我国采用的合成塔是多衬里式尿素合成塔,主要由高压外筒和不锈钢衬 里两大部分构成,不锈钢衬里直接衬在塔壁上,他的作用是防止塔筒体腐蚀.水溶 液衬里合成塔在高压筒内壁上衬有耐腐蚀的不锈钢或者高铬锰不锈钢,其厚度一 般在 5mm 以上.在塔内离塔 2m 和 4m 处设有两块多孔筛板,其作用是促使反应物料 充分混合和减少熔融物的返混.一般在该塔之前要设置一个预反器,使氨、 二氧化碳和甲铵溶液在预反器混合反应后,在进入合成塔一进行甲铵脱水生成尿 素的反应。 2.6 尿素合成塔的操作控制分析—化工生产操作之三 化工生产是一个复杂的工艺过程,各个工序之间,有着密切的影响和联系。 因而化工生产的每个步骤的工艺条件,既是可调节的,但又不是都可以任意选定 的。 对于工程技术人员来讲,在制定工艺条件和工艺手段时,不但要考虑单个工 艺条件对生产的影响,还要综合考虑相互之间的影响,这样制定的工艺条件和调 节手段才能保证产品的质量好,产量高,消耗低;生产稳定、 安全和持续。 尿素合成塔的操作控制是尿素生产的核心。合成塔操作的好坏,将直接影响 到全系统的负荷分配和消耗定额。因此,以尿素合成塔岗位的操作控制为例分析 生产岗位控制参数及调节手段的选定。 由于生产中需要考虑的工艺参数很多, 有时各个参数对生产的影响又是相互 矛盾的,这就要抓住主要矛盾,以高产 低耗 稳定 安全为目标。 尿素合成塔的中心任务就是合成出尿素,因此,尿素转化率的高低是判断合 成塔操作好坏的重要指标。当转化率发生波动,循环系统必然跟着波动,循环系 统波动又会影响到转化率的波动, 他们之间相互影响, 关系密切。 如果控制不好, 有可能造成整个系统的恶性循环,所以,合成塔操作中,应首先将尿素的转化率 控制好。 合成塔塔顶 塔底温度的变化,基本上是由于进塔的 NH3/CO2、 H2O/CO2 和氨 预热器温度决定的。因此在生产上一般均以这三个参数来调节温度,但是生产中 温度的调节一般以 NH3/CO2 和氨预热温度调节为主。 最常见的塔底 、塔顶温度异常情况及其产生的原因一般有下述几种 塔底温度偏高,塔顶温度偏低——H2O/CO2 偏高。 塔底温度偏低,塔顶温度偏高——H2O/CO2 偏低。 塔底温度偏高,塔顶温度偏高——NH3/CO2 偏低。 塔底温度偏低,塔顶温度偏低——NH3/CO2 偏高。

塔底温度变化不大,塔顶温度偏高或偏低——塔内热平衡需要调整,一般而 言,氨预热温度偏高或偏低。 以上所述,从尿素合成塔的任务及提高转化率的重要性出发,考虑操作应保 证足够高的转化率,然后根据生产原理和实际,把温度和压力确定为主要控制指 标,以温度为例,分析了影响温度的因素,再决定调节温度的手段,即,一般用 NH3/CO2 和氨预热温度调节尿素合成塔的温度。 3 尿素溶液加工方法 尿液经过两段蒸发,即首先在 30kPa 下把尿液加热至 130℃以上, 使其蒸 浓到 95%;再在 3.3kPa 下将尿液加热至约 140℃,使其浓度达到 99.5%以上。 采用两段蒸发的目的,是保证在较低温度下蒸发大部分水分,借以减少缩二脲的 生成。蒸发器大多采用升膜式蒸据不同要求,可以采用三种方法生产固体尿素。 3.1 结晶法 将尿液蒸浓到约 85%,再通过冷却、结晶、分离、干燥而得到产品。在结 晶过程中,通入约 95℃的热空气,使结晶与干燥同时进行的方法称为无母液结 晶法。也有采用真空结晶法,借以充分利用系统的反应热(如三井东压法) 。结 晶法的特点是成品中缩二脲含量<0.3%,但成品易吸湿、结块,一般作工业尿 素用。 3.2 塔式喷淋法造粒 目前使用最广泛的方法。将 99.5%的尿液在造粒塔顶通过喷头(大多用旋转 喷头)喷成液滴下落,与塔底通入的空气逆流接触凝结、冷却而成为粒径 0.8~ 2.5mm 的颗粒产品。此法优点是消耗动力很少,但产品机械强度不高,易破碎;
3

且塔顶排出的空气含尿素大于 100mg/m ,污染大气,需在造粒塔顶加设庞大的净 化装置(见尿素造粒塔) 。 3.3 颗粒成型法造粒 塔式喷淋造粒法产品强度较低,粒径较小,抗碎、抗磨强度较差,不能满足 掺混肥料及机械施肥的需要。60 年代起,发展了颗粒成型法造粒新技术,即把 96%以上的尿液,逐层凝结在晶种粒子表面而形成颗粒尿素。产品粒度为 2~ 4mm(根据需要可达 7~11mm),不但强度高,且不易吸湿。 一般可通过下面几种途径解决尿素粒径问题: 选用大颗粒造粒喷头,使 80%的尿素颗粒直径大于 2mm; 采用流化床冷却装置,降低入袋温度,解决超产后易结块问题,将颗粒与粉尘分 开; 采用北京达立科公司开发的双转鼓流化床大颗粒尿素技术,尿素颗粒直径 可达 4~6mm,国内已有 2 家采用此技术; 原有的造粒系统不动,将增产的尿素 在造粒之前取出, 用尿素熔融液来生产氮磷钾复合肥, 目前上海化工研究院正在

几家小尿素厂中实施该技术。 4 尿素的贮存 由于尿素易受潮,所以尿素的存储是很重要的,正确贮存方法是: (1)尿素是固体氮肥中含氮量最高的肥料,理化性质较稳定,施后对土壤 性质没有影响,可施用于任何土壤和作物,可做根外施肥使用。同时尿素也是树 脂、塑料、炸药、医药、食品等工业的重要原料。 (2)尿素也可以部分代替蛋白质饲料,例如把尿素加入到奶牛青饲料中能 代替一部分蛋白质饲料, 但尿素的加入量有能超过青饲料的 3%和总饲料量的 1%, 否则牲畜肾脏负担过重, 容易引起疾病, 大豆饼中含脲酶, 不要与尿素混合供给。 (3)尿素如果贮存不当,容易吸湿结块,影响尿素的原有质量,给农民带 来一定的经济损失,这就要求广大农户要正确贮存尿素。在使用前一定要保持尿 素包装袋完好无损,运输过程中要轻拿轻放,防雨淋,贮存在干燥、通风良好、 温度在 20 度以下的地方。 (4)如果是大量贮存,下面要用木方垫起 20 公分左右,上部与房顶要留有 50 公分以上的空隙,以利于通风散湿,垛与垛之间要留出过道。以利于检查和 通风。已经开袋的尿素如没用完,一定要及时封好袋口,以利下年使用。 生产原料:天然气、煤炭、石油是生产化肥的三大原料,通常被称为气头、煤头、 油头三类,近年来,由于石油和煤炭价格的升幅远大于天然气,故按成本优势排 列为气头、煤头、油头。比如气头企业云天化的毛利率达 58%,而煤头企业华 鲁恒升的毛利率为 90%.





全循环法是将未转化成尿素氨和二氧化碳经多段蒸馏和分离后,全部返回合 成系统循环利用,原料氨利用率达到 97%以上. 水溶液循环法是将未反应的氨和 二氧化碳用水吸收生成甲铵或碳酸铵水溶液在循环返回合成系统. 在简化流程、 热能回收 、延长运转周期和减少生产费用等方面也都优于其他溶液全循环法, 是尿素发展的一种方向.

参考文献

[1] 徐寿昌.《有机化学》.北京高等教育出版社,1993 年
[2] 曾之平、 王扶明. 《化工工艺学》. 北京化工工艺出版社,2000 年 [3] 《化工工艺设计手册》. 国家医药管理局上海设计院 [4] 王绍良.《化工设备基础》.北京化学工业出版社,2005 年 [5] 郑晓梅、魏崇光.《化学工程制图》.北京化学工业出版社,1994 年 [6] 陈甘棠.《化学反应工程》.北京化学工业出版社,2005 年 [7] 修文顺.《化工设计概论》.北京化学工业出版社,2005 年 [8] 陈鸣德、葛婉华.《化工计算》.北京化学工业出版社,1987 年 [9] 《参考消息》1 月 20 日 [10] 《尿素市场》人民出版社,2004 年

致谢词 在即将毕业的日子里,我认真的来思考和创作我的毕业论文。在完成此篇论 文的过程中,从构思、写作到最终定稿,经历了很长的时间,期间得到了许多人 的帮助和指导。首先,我要感谢我的毕业论文指导老师---李老师。其次,还要感 谢在实习阶段带我的师傅是他让我的论文注入了实际的成分。在论文开题之初, 李老师就及早地与我沟通、联系,及时对我的论文大纲提出参考意见和建议,修 正我的论文写作思路,并详细列出需要修改的部分。同时引导我用科学的方法去 思考问题和解决问题。在他的帮助和指导下,我的论文完成了多次的修改,他的 很多具有建设性的意见在很大程度上帮助我找到正确的思路并提升了我的论文 深度。在此我真诚的对李岩老师表示深深的感谢。 三年的学习生活给予我的不仅仅是知识的积累, 三年的风雨兼程已经成为我 生命中独特的一段人生体验,一笔人生财富。正是这三年,我从一位稚气未脱的 孩子成长为一位充满理想的青年;正是这三年,我从一位懵懂无知的少年成长为 一位愿意追求真理之光的青年; 也是在这三年中, 我开始体验到人生的万千滋味, 开始了自己坚定执著的生命之旅。 论文的最后谢谢三年中给我帮助与鼓励的师长们,朋友们,这一段大学时光 正是因为与你们同行,才那么快乐与难忘,在我心中,这也是一种幸福。这些珍 贵的记忆,将与岁月一样,永远沉淀在我心灵的深处。





摘要-----------------------------------------------------1 前言------------------------------------------------------1 1 概述---------------------------------------------------1 1.1 尿素的性质--------------------------------------1 1.2 尿素的目前市场分析------------------------------2 1.3 尿素的生产方法----------------------------------3 1.4 尿素的生产原料-----------------------------------4 1.5 尿素的用途---------------------------------------4 2 尿素的合成---------------------------------------------5 2.1 尿素合成的基本原理------------------------------5 2.2 尿素合成的工艺条件------------------------------5 2.3 工艺流程----------------------------------------6 2.4 尿素工艺计算------------------------------------6 2.5 尿素合成塔-------------------------------------7 2.6 尿素合成塔的操作控制分析—化工生产操作之三------8 3 尿素溶液的加工方法------------------------------------9 3.1 结晶法------------------------------------------9 3.2 塔式喷淋法造粒-----------------------------------9 3.3 颗粒成型法造粒-----------------------------------9 4 尿素的贮存方法----------------------------------------9

小结-------------------------------------------------10 参考文献----------------------------------------------11

致谢词--------------------------------------- ---------------------------------------------- --------12


相关文章:
尿素生产工艺流程
尿素生产工艺流程_能源/化工_工程科技_专业资料。尿素生产中的工作原理及生产装置简介 化肥厂尿素生产工艺流程简介 1.尿素的物理性质:化学名称叫碳酰二胺,分子式为...
年产20万吨尿素生产工艺设计_图文
哈尔滨理工大学学士学位论文 年产 20 万吨尿素生产工艺设计 摘要 尿素是一种重要化学肥料和工业原料,自从 1922 年尿素开始工业化 生产以来,许多国家都致力于尿素...
尿素的工业发展过程
材料 的应用,解决了尿素设备的腐蚀问题与尾气爆炸问题,可以说是一新时代的来 临。 新的尿素生产工艺国内外均在积极开发研究中。报道的一是高效组合法尿 素新工艺...
年产万吨尿素合成工艺设计
水溶液全循环工艺虽然是上世纪 60 年代的 技术, 但由于我国对尿素工艺的研究和开发, 均以此工艺为主, 因此在工艺设计、 设备制造、操作技术和生产管理方面积累了...
尿素生产原理、工艺流程及工艺指标
尿素生产原理、工艺流程及工艺指标 1.生产原理 尿素是通过液氨和气体二氧化碳的合成来完成的,在合成塔 D201 中,氨和二氧化碳反应生 成氨基甲酸铵,氨基甲酸铵脱水...
四种常见尿素生产工艺的介绍
四种常见尿素生产工艺的介绍_能源/化工_工程科技_专业资料。尿素交易网为您带来四种常见尿素生产工艺流程。几种尿素生产工艺的介绍当今尿素生产工艺主要有:水溶液全循环...
尿素生产工艺流程简介
尿素生产工艺及技术特点 56页 免费如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 尿素生产工艺流程简介 介绍我公司尿素生...
尿素设备制造专用工艺
尿素设备制造专用工艺_能源/化工_工程科技_专业资料。51 台尿素设备制造专题探讨...规定材料生产厂家; 采购部应根据设计部提供的材料采购 清单与材料生产厂家联系...
水溶液全循环法生产尿素工艺
因此这次毕业设计主要介绍了尿素的生产原理、尿素的生产方法、尿素生产工艺流程、生产尿素的主要设备以及相关的物料衡算和能量衡算作简要的介 绍。 关键词:尿素;...
浅析尿素合成工艺及流程的选择
【关键词】尿素;生产;工艺;优化 1 尿素合成的基本原理 用氨合成尿素的反应,通常认为是按以下两个步骤,在合成塔内连续进行: 第一步:氨作用生成氨基甲酸铵 2NH3+...
更多相关标签:
尿素 | 尿素生产工艺流程图 | 尿素生产工艺流程 | 尿素生产厂家 | 尿素的生产工艺 | 川化尿素生产工艺 | 尿素生产原料 | 化肥生产工艺 |