尿素有几种生产工艺 尿素生产工艺原理

正如我之前所说，要了解化肥的制造原理，必须先了解合成氨。因为合成氨是制造大多数化肥的原材料，一旦了解了合成氨，对于其他化肥的制造原理，其实就很简单。尿素是通过液氨和气体二氧化碳的合成来完成的，在合成塔中，氨和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵， 氨基甲酸铵脱水生成尿素和水，这个过程分两步进行。

第一步:2NH3 CO2＝NH2COONH4 Q

第二步:NH4COONH2＝CO (NH2)2 H2O-Q

第一步是放热的快速反应，第二步是微吸热反应，反应速度较慢，它是合成尿素过程中的控制反应。

从界区来的液氨送至高压液氨泵且被加压到大约18MPa(A)，预热后作为高压喷射器的 驱动介质，再通过高压喷射器送至全冷凝反应器。

从合成氨装置脱炭工序来的二氧化碳气体，添加少量的空气，进入离心式二氧化碳压缩机加压到 14.7MPa(A)。

在尿素合成塔中，大量的甲铵转化成为尿素和水。合成塔的排出合成物进入汽提塔的换 热管端。汽提塔是一个降膜式的管壳式换热器。在换热管里，合成塔流出的合成物和二氧化 碳逆流接触，引起氨分压降低，有利于甲铵分解。汽提塔壳侧的饱和蒸汽提供所需的温度和 热负荷，使得汽提塔流出物中含氨约12%(重量)。饱和蒸汽的压力通过一个压力调节系统 调节。来自CO2压缩的CO2气体的约75~85%(体积)送至汽提塔，出汽提塔的NH3和 CO2气体送入全冷凝反应器的底部入口，与来自高压洗涤器的甲铵液以及来自合成塔顶部 的气体在全冷凝反应器的下部进行鼓泡冷凝吸收反应，反应放出大量的热用于副产低压蒸 汽，供后续的尿液提浓使用和外供。全冷凝反应器分为两段，下段为冷凝段，上段为反应 段。出全冷凝反应器上段的反应液经高压喷射器升压后进入尿素合成塔进一步反应，同时往 尿素合成塔送入约占体积总量的15-25%的原料CO2，以维持尿素合成塔内的热平衡。

全冷凝反应器的下部冷凝段的壳侧的蒸汽压力由位于低压蒸汽包的蒸汽出口管线上的调 节系统调节。蒸汽压力的变化则改变着管侧和壳侧之间的温差，从而改变管侧的冷凝，达到 调节合成塔的反应温度的效果。蒸汽包的压力设置为使大约有60%的汽提塔排出气体被冷 凝。

合成塔排出液通过降液管进入汽提塔。惰性气体及未反应的氨和二氧化碳从合成塔顶部 进入全冷凝反应器的下部。

全冷凝反应器的下部冷凝段的壳侧的蒸汽压力由位于低压蒸汽包的蒸汽出口管线上的调 节系统调节。蒸汽压力的变化则改变着管侧和壳侧之间的温差，从而改变管侧的冷凝，达到 调节合成塔的反应温度的效果。蒸汽包的压力设置为使大约有60%的汽提塔排出气体被冷 疑。

合成塔排出液通过降液管进入汽提塔。惰性气体及未反应的氨和二氧化碳从合成塔顶部 进入全冷凝反应器的下部。全冷凝反应器顶部为惰性气体及未反应的的氨和二氧化碳进入高 压洗涤器。高压洗涤器的底部是一个壳管式换热器，上部为球形防爆体。大量的氨和二氧化 碳在高压洗涤器的换热器管内冷凝，冷凝热由壳侧调温水移走。离开底部换热段的气体与从 中低压循环工序来的甲铵溶液逆流接触。离开高压洗涤器的含有少量氨，二氧化碳、氧、氮 以及由原料二氧化碳带入的惰性气体等气体进入尾气洗涤器，经吸收洗涤后的尾气排至火 炬，以焚烧尾气中的可燃组分，避免尾气直接排入大气产生爆炸的危险。

尾气洗涤器由两段填料床组成，上段床层用冷却后的蒸汽冷凝液洗涤，下段床层用蒸发 呤凝凝液进行洗涤，洗涤后的尾气排大气。

从高压洗涤器来的甲铵液靠重力自流进入全冷凝反应器底部。原料液氨给高压喷射器提 供足够的压头，将甲铵尿素溶液从全冷凝反应器中输送至尿素合成塔。

尿素造粒塔