有二氧化碳?xì)馓岱ㄉa(chǎn)尿素工藝的資料嗎?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-11-26分類:聚合物瀏覽:97
合成原理和工藝條件
生產(chǎn)尿素的原料是氨和二氧化碳,后者是合成氨廠的副產(chǎn)品。尿素合成反應(yīng)分兩步進(jìn)行:①氨與二氧化碳作用生成氨基甲酸銨(簡稱甲銨);②甲銨脫水生成尿素,其反應(yīng)式為:
2NH3
+
CO2
=
NH2CO2NH4
+
159.47kJ
(1)
NH2CO2NH4
=
NH2CONH2
+
H2O
-
28.49kJ (2)
CO2
+
2NH3
=
CO(NH2)2
+
H2O
總反應(yīng)
式(1)是強(qiáng)放熱反應(yīng),在常壓下反應(yīng)速度很慢,加壓下則很快。式(2)是溫和的吸熱反應(yīng)。
當(dāng)溫度為170~190℃,氨與二氧化碳的摩爾比為2.0,壓力高到足以使反應(yīng)物得以保持液態(tài)時,甲銨轉(zhuǎn)化成尿素的轉(zhuǎn)化率(以CO2計)為
50%;其反應(yīng)速率隨溫度的提高而增大。當(dāng)溫度不變時,轉(zhuǎn)化率隨壓力的升高而增大,轉(zhuǎn)化率達(dá)到一定值后,繼續(xù)提高壓力,不再有明顯增大,此時,幾乎全部反應(yīng)混合物都以液態(tài)存在。
提高氨與二氧化碳的摩爾比,可增大二氧化碳的轉(zhuǎn)化率,降低氨的轉(zhuǎn)化率。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,由于氨的回收比二氧化碳容易,因此都采用氨過量,一般氨與二氧化碳的摩爾比≥3。反應(yīng)物料中,水的存在將降低轉(zhuǎn)化率,在工業(yè)設(shè)計中要把循環(huán)物料中的水量降低到最小限度。少量氧(空氣)的存在能阻緩材料的腐蝕。增加反應(yīng)物料的停留時間能提高轉(zhuǎn)化率,但并不經(jīng)濟(jì),工藝設(shè)計中最佳條件的選擇是在經(jīng)濟(jì)合理的情況下,追求單位時間的最大產(chǎn)量。典型的工藝操作條件是溫度180~200℃、壓力13.8~24.6MPa、氨與二氧化碳摩爾比2.8~4.5、
反應(yīng)物料停留時間25~40min。
生產(chǎn)工藝
氨和二氧化碳在合成塔內(nèi),一次反應(yīng)只有55%~72%轉(zhuǎn)化為尿素(以CO2計),從合成塔出來的物料是含有氨和甲銨的尿素溶液(簡稱尿液)。在進(jìn)行尿液后加工之前,必須將氨和甲銨分離出去。甲銨分解成氨和二氧化碳是尿素合成反應(yīng)中式(1)的逆反應(yīng),是強(qiáng)吸熱反應(yīng),用加熱、減壓和氣提等手段能促進(jìn)這個反應(yīng)的進(jìn)行。圍繞著如何回收處理從合成塔里出來的反應(yīng)混合物料,曾發(fā)展了尿素的多種生產(chǎn)工藝。①不循環(huán)工藝和部分循環(huán)工藝:不循環(huán)工藝是指從合成塔出來的物料,經(jīng)減壓至常壓并用蒸汽加熱,將氨和二氧化碳分離出來,尿液送去后加工系統(tǒng),氨用于生產(chǎn)其他的銨鹽。部分循環(huán)工藝是把從甲銨分解器內(nèi)分解出來的部分氨和二氧化碳,以甲銨水溶液的形式循環(huán)回合成塔。不循環(huán)和部分循環(huán)工藝較簡單,投資較省、操作費(fèi)用也較低,缺點(diǎn)是要附設(shè)龐大的銨鹽加工系統(tǒng),經(jīng)濟(jì)上不合理,新的尿素廠則采用全循環(huán)工藝。②全循環(huán)工藝:是把未轉(zhuǎn)化成尿素的氨和二氧化碳,經(jīng)分離后全部循環(huán)返回尿素合成系統(tǒng)。這類工藝因分解、循環(huán)的方法不同而有不同,但主要是水溶液循環(huán)法和氣提法(即解吸法)。
標(biāo)簽:二氧化碳?xì)?/a>尿素提法
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