尿素装置工艺流程介绍.pptx

尿素装置工艺流程介绍 2021/7/5 三、工艺技术路线及流程 一、装置简介 二、生产方法及反应机理 目 录 2021/7/5 尿素装置是二十世纪七十年代从荷兰斯塔米卡帮公司引进的CO2气提法尿素生产工艺，于1976年建成投产。其以合成氨车间来的液NH3和CO2为原料,原设计日产尿素1620吨。2005年，通过引进荷兰Stamicarbon公司的并联中压技术对装置进行50%扩能改造，改造后装置的生产能力由原1620t/d提高至2300t/d。扩能改造项目中新增一套并联中压系统，CO2增压机K-103、高压氨泵P-104、高压甲铵泵P-501，及新蒸发系统（由于产品质量问题，停用），改造后的装置于2005年11月一次投料开车成功。 一、装置简介 2021/7/5 C-305 401J/JS 201L S-311 P-304 P-703 P-411 S-412 402F 401F 402C 401C 702L 701L 705-L2 703C 702C 705-L3 705C E-713 E-712 E-714 J-712 J-713 J-714 J-715 303J 705-L1 V-307 701-C E-711 202C 706-C 702E E-107 E-106A E-106B R-101 102-C P-104 E-313 P-501 C-322 E-503 301J/JS E-804 P-309 P-702 P-706 S-314 P-707 302J/JS 701-F P-705 102-J 104J/JS C-803 C-801 C-804 P-801 P-802 V-801 P-804 C-802 V-501 201C E-803 E-801 303-C E-322 E-310A/B 303-F E-802 S-411 LIC302 LIC203 LIC2101 LIC3201 LIC3202 LIC3301 LIC302 S-322 E-312 E-709 V-704 FIC3307 LIC3304 FIC3308 LIC3302 302EA 302C FIC1201 71% P-704 PIC309 HIC7201 FIC7102 HIC8101 HV202 PIC3102 PIC3101 LIC3102 HIC3201 203-C 301-F 201-D LIC3203 FIC2102 E-411 E-412 FIC3201 S-501 C-501 301-E 302-F 301CA/CB HV201 C-502 From-904J 2021/7/5 4 1、尿素生产的方法 尿素生产的化学反应主要分两步： 第一步是液态NH3和CO2反应生成氨基甲酸铵（甲铵） ： 2NH3(液)+ CO2 (气) → NH4COONH2(液)+119.2千焦/摩尔 (1-1) 第二步是甲铵在液相条件下脱水反应生成碳酰二胺（尿素）： NH4COONH2(液) → CO(NH2)2 +H2O(液)-15.5千焦/摩尔 （1-2) 式（1-1）为甲铵的生成反应，是强放热、体积缩小的可逆反应。 式（1-2）也称为尿素的生成反应，必须在液相下才能进行，是一个吸热的可逆反应。该反应进行得很缓慢，需要很长时间才能达到平衡。因此，在实际生产中，并不是所有的甲铵都能转化为尿素，而是只有一部分，转化率为55-60%。 二、生产方法及反应机理 2021/7/5 2、反应机理（1）甲铵的生成反应 甲铵的生成反应是一个体积缩小的强放热反应。根据化学反应的平衡原理，为使反应尽快地达到平衡，必须及时地移走反应生成的热，并且提高反应压力对加快反应速度有利。在实际工业生产中，根据高压甲铵泵的出口压力确定反应压力为13.5-14.5MPa，反应温度为140-150℃，由于反应放热，出液温度升高，与蒸汽冷凝液换热，冷凝后的温度为166.6℃。在这种条件下，实际上约有78-80%的NH3和CO2被冷凝成液体。 二、生产方法及反应机理 2021/7/5 （2）尿素的生成反应 尿素的生成反应是一个必须在液相中进行的、吸热的可逆反应。根据化学反应的平衡原理，在反应进行的过程中必须持续地供给热量，而且该反应进行地非常缓慢，不容易达到平衡。在实际的工业生产中，尿素生成反应的反应热是由未反应的NH3和CO2在合成塔内继续冷凝所放出的热量供给的，且反应温度越高越好。根据设备材质的耐用温度不超过190℃，确定操作温度为180-185℃。根据尿素生成过程的平衡压力图，考虑到原料中4%体积的空气及惰气，最终确定反应压力为13.6MPa。 生产方法及反应机理 2