国内三种尿素合成工艺技术简析

尿素是固体氮肥中含氮量最高的肥料,它的发展速度已经超过了众多其他氮肥品种 。在我国,主要有三种尿素合成工艺,分别是:水溶液全循环法、二氧化碳汽提法 和氨汽提法 。

国内三种尿素合成工艺技术简析

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水溶液全循环法水溶液全循环法合成塔操作压力为19.6MPa,温度188°C,NH3/CO2分子比为 4.0 ,二氧化碳转化率约64%。溶液出合成塔,经过中、低压分解,再二段蒸发造粒即得尿素产品 。
这种方法蒸汽消耗较高,每吨尿素大约要耗费蒸汽1.7吨 。不过由于没有高压分解回收流程,所以高压设备少,投资费用也低 。近些年来国内的中小尿素装置都进行了一些列的技术改革,行降低蒸汽消耗入手做了大量努力并取得了一定的成效,蒸汽消耗量有所下降 。
二氧化碳汽提法二氧化碳汽提法能够在最佳氨碳比的条件下使合成压力降到最低 。同时在合成压力下进行CO2汽提和冷凝,产生的冷凝热可副产蒸汽作为蒸汽喷射器的动力蒸汽及系统保温 。
这种方法突破了传统水溶液全循环法的未反应物回收方式,大幅度降低了尿素生产的辅助能耗 。二氧化碳提汽法克服了传统水溶液循环工艺的缺点,并减少了使用设备,从而简化了生产流程 。
与传统降膜式冷凝器相比,池式冷凝器合成塔容积减少了40%,尿素装置框架的高度得到降低,传热系数及传热温差增大,传热面积减小,操作弹性增大 。
氨汽提法氨汽提法主要流程由几分组成:尿素合成与高压回收、中压提纯与氨回收、低压提纯与回收、真空预浓缩、真空浓缩、造粒、工艺水处理、蒸汽管网、冲洗管网 。
这种方法有较高的NH3/CO2比和转化率,H2O/ CO2为0.67,操作压力15.6MPa(G),操作温度188°C,CO2单程转化率 65% 。氨汽提法采用降膜式汽提塔,操作温度207°C,塔内过剩的氨自汽提,使得甲铵分解率有效增高,中压系统负荷降低 。
氨汽提法采用了甲铵喷射泵,使高压设备水平布置,节省了设备的框架高度,且热利用率高,能耗低,操作弹性大, 易于操作控制,年运转率高,爆炸危险性小,防腐空气量少 。
总结改进型二氧化碳汽提工艺由于设备台数少,较氨汽提工艺投资节省15%,很多化肥厂趋向于采用改进型二氧化碳汽提工艺 。
【国内三种尿素合成工艺技术简析】

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