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)素生產工(gong)(gong)藝流程(cheng)基本(ben)由6個工(gong)(gong)藝單元,即原料(liao)(liao)供應(ying)、尿(niao)(niao)素的(de)(de)(de)(de)高壓合(he)成(cheng)、含(han)尿(niao)(niao)素溶液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)分離過程(cheng)、未反(fan)應(ying)氨(an)和二(er)氧化碳的(de)(de)(de)(de)回(hui)收、尿(niao)(niao)素溶液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)濃縮(suo)、造粒(li)與產品輸(shu)送和工(gong)(gong)藝冷(leng)凝液(ye)(ye)處(chu)理(li),其基本(ben)過程(cheng)如圖(tu)5-116所(suo)示。原料(liao)(liao)CO2和NH3被(bei)(bei)(bei)加壓送到高壓合(he)成(cheng)圈,反(fan)應(ying)生成(cheng)尿(niao)(niao)素,二(er)氧化碳轉(zhuan)化率(lv)在50%~75%,此過程(cheng)被(bei)(bei)(bei)稱(cheng)為(wei)合(he)成(cheng)工(gong)(gong)序;分離過程(cheng)與未反(fan)應(ying)物回(hui)收單元承擔著把未轉(zhuan)化為(wei)尿(niao)(niao)素的(de)(de)(de)(de)氨(an)和二(er)氧化碳從(cong)溶液(ye)(ye)中分離出來,并回(hui)收返回(hui)合(he)成(cheng)工(gong)(gong)序,因此這兩(liang)個單元被(bei)(bei)(bei)統(tong)稱(cheng)為(wei)循環工(gong)(gong)序;最(zui)后在真空(kong)蒸發和造粒(li)設備中把70%~75%的(de)(de)(de)(de)尿(niao)(niao)素溶液(ye)(ye)經濃縮(suo)加工(gong)(gong)為(wei)固體產品,稱(cheng)為(wei)最(zui)終加工(gong)(gong)工(gong)(gong)序。

盡管尿素(su)(su)(su)(su)生(sheng)(sheng)產的(de)(de)基(ji)本(ben)(ben)過程(cheng)(cheng)相(xiang)似,但(dan)在具體的(de)(de)流程(cheng)(cheng)、工(gong)藝(yi)(yi)條件(jian)、設(she)備結構等(deng)方面,不(bu)同工(gong)藝(yi)(yi)存在一定(ding)的(de)(de)差(cha)異。迄今世界各地的(de)(de)尿素(su)(su)(su)(su)工(gong)廠,絕大多數都是(shi)(shi)由幾(ji)家工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計公(gong)司所(suo)開(kai)發設(she)計的(de)(de),已(yi)形成幾(ji)種(zhong)典型的(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)(cheng),典型的(de)(de)有(you)荷(he)蘭斯(si)太米卡邦(bang)(Stamicarbon)公(gong)司的(de)(de)水(shui)溶液全(quan)(quan)循(xun)(xun)環CO2氣提(ti)(ti)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、意大利斯(si)納姆(Snamprogetti)公(gong)司的(de)(de)氨(an)汽(qi)提(ti)(ti)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和蒙特(te)愛迪(di)生(sheng)(sheng)集團公(gong)司的(de)(de)等(deng)壓雙循(xun)(xun)環工(gong)藝(yi)(yi)(IDR)、日本(ben)(ben)三井東(dong)亞-東(dong)洋工(gong)程(cheng)(cheng)公(gong)司的(de)(de)全(quan)(quan)循(xun)(xun)環改良(liang)C法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和改良(liang)D法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)及ACES法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、美國尿素(su)(su)(su)(su)技術公(gong)司UTI的(de)(de)熱循(xun)(xun)環法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)尿素(su)(su)(su)(su)工(gong)藝(yi)(yi)(HR)等(deng)。但(dan)不(bu)論是(shi)(shi)哪種(zhong)工(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)(cheng),生(sheng)(sheng)產過程(cheng)(cheng)中主要原料(liao)NH3和CO2的(de)(de)消(xiao)(xiao)耗(hao)基(ji)本(ben)(ben)上(shang)是(shi)(shi)相(xiang)同的(de)(de),其流程(cheng)(cheng)的(de)(de)先進與否主要表現在公(gong)用(yong)工(gong)程(cheng)(cheng),即(ji)水(shui)、電、汽(qi)的(de)(de)消(xiao)(xiao)耗(hao)上(shang)。尿素(su)(su)(su)(su)生(sheng)(sheng)產流程(cheng)(cheng)的(de)(de)改進過程(cheng)(cheng),實質就(jiu)是(shi)(shi)公(gong)用(yong)工(gong)程(cheng)(cheng)消(xiao)(xiao)耗(hao)降(jiang)低(di)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CO2汽提工藝和(he)氨(an)汽提工藝的尿素裝置,其尿素氨(an)耗基本接近(jin)于理論水(shui)平,公用工程消(xiao)耗更(geng)低(di),相對于傳統的設(she)計,其投(tou)資(zi)更(geng)低(di)。下面僅介紹 Snamprogetti 氨(an)汽提法尿素工藝。
意大利斯納姆公(gong)司(si)創(chuang)立(li)于1956年(nian),在(zai)20世紀60年(nian)代初開始(shi)尿(niao)素(su)(su)生產的研究。1966年(nian)第(di)一個建(jian)成以氨(an)(an)作為(wei)(wei)汽(qi)(qi)提(ti)氣的日(ri)產70t的尿(niao)素(su)(su)裝(zhuang)置。早期第(di)一代氨(an)(an)汽(qi)(qi)提(ti)法(fa)(fa)尿(niao)素(su)(su)裝(zhuang)置,設(she)備采(cai)用框(kuang)架式立(li)體(ti)布置,氨(an)(an)直接(jie)加入汽(qi)(qi)提(ti)塔(ta)底部。在(zai)20世紀70年(nian)代中期,改進了(le)設(she)計,設(she)備改為(wei)(wei)平面布置,而且也(ye)不向汽(qi)(qi)提(ti)塔(ta)直接(jie)加入氨(an)(an)氣,這就是所(suo)謂的自汽(qi)(qi)提(ti)工藝(yi)(yi)或稱為(wei)(wei)第(di)二代氨(an)(an)汽(qi)(qi)提(ti)工藝(yi)(yi),是目前采(cai)用的方(fang)法(fa)(fa)。斯納姆氨(an)(an)汽(qi)(qi)提(ti)法(fa)(fa)尿(niao)素(su)(su)工藝(yi)(yi)由以下幾個主要工序組(zu)成。
①. CO2氣體的壓縮。
②. 液氨的加壓(ya)。
③. 高(gao)壓合成與氨汽(qi)提回收(shou)。
④. 中壓(ya)分解與循環(huan)回收(shou)。
⑤. 低壓分解與循環回(hui)收(shou)。
⑥. 中、低壓分解與循環回(hui)收(shou)。
⑦. 真(zhen)空蒸發(fa)與造粒。
⑧. 解吸與(yu)水解系統。
氨汽提法尿素生產工藝流程(cheng)、如圖5-117所示。



