众文网1.尿素的合成过程
I.不循环法和部分循环法原料液氨以及净化后的CO2气体，经压缩后进入尿素合成塔，合成反应液经一次减压分解其中未反应的氨和CO2，舍氨尾气送往氨加工车间生成铵盐.未反应物不返回合成系统，故叫不循环法.若未反应物经减压加热分解，冷凝后部分返回合成系统，称为部分循环法.此法成本高，技术落后，早已淘汰不用.Ⅱ.溶液全循环法尿素合成反应后，未转化的反应物氨和CO2经过几段减压及加热分解，将其从尿素溶液中分离出来，然后全部返回合成系统，以提高原料氨和CO2的利用率.此法称为全循环法.按照未反应物氨和CO2的回收方式不同，又分为溶液全循环法，气体分离法（选择吸附），浆液循环法和热气循环法等.①气体分离法（即选择性吸收法）.此法采用尿素硝酸水溶液作为吸收剂，选择吸收分解气中的氨，吸收液再生后将氨回收，并经压缩冷凝后返回合成塔.或将减压加热分解出的氨、CO2和水蒸气的混合物，用MEA溶液吸收其中的CO2，剩下的氨经冷凝后返回合成塔.②水溶液全循环法.尿素合成后未反应物氨和CO2，经分解分离后，用水吸收成甲铵溶液，然后循环回合成系统称为水溶液全循环法.自20世纪60年代起迅速得到推广，在尿素生产中占有很大的优势，至今仍在完善提高.典型的有荷兰斯塔米卡本水溶液全循环法，美国凯米科水溶液全循环法及日本三井东压的改良C法及D法等.水溶液全循环法三种流程的工艺条件如表6-13所示.表1水溶液全循环法的工艺条件方法压力/MPa温度/℃NH3/CO2H2O/CO2转化率斯塔米卡本法蒙特爱迪生法三井东压改良C法19.62~21.5819.6222.56~24.53185~188195~200190~2004.03.54.00.600.550.3762%63%72%III.气提法水溶液全循环法不消耗贵重的溶剂，投资省，曾被广泛采用，为尿素工业的发展做出了积极的贡献，但水溶液全循环法存在不少问题.如能量得不到充分利用，反应热被大量的循环液所降温，没有充分利用；一段甲铵泵腐蚀严重，对甲铵泵的制造、操作和维修比较麻烦；为了回收微量的CO2和氨气使流程变得过于复杂.气提法就是在水溶液全循环法的基础上进行改革而产生的一种新方法.所谓气提法就是用气提剂如CO2、氨气、变换气或其他惰性气体，在一定压力下加热，促进未转化成尿素的甲铵的分解和液氨气化.气提分解效率受压力、温度、液气比及停留时间的影响，温度过高会加速氨的水解和缩二脲的增加，压力过低，分解物的冷凝吸收率下降.气提时间愈短愈好，可防止水解和缩合反应.故气提法是采用二段合成原理，即液氨和气体CO2在高压冷凝器内进行反应生成甲铵，而甲铵的脱水反应则在尿素合成塔中进行.实际上，为了维持合成尿素塔的反应温度，部分甲铵的生成留在合成塔中，而不是全部在高压冷凝器中完成.气提塔中的反应为这是一个吸热、体积增大的可逆反应，只要有足够的热量，并能降低反应产物中任一组分的分压，甲铵的分解反应就能一直向右进行，气提法就是利用这一原理，当通入CO2气时，CO2的分压为1，而氨的分压趋于0，致使反应不断进行.同样，用氨气提也有相同的结果.气提法工艺是当前尿素合成生产中重要的技术改进，以水溶液全循环法相比，具有流程简化，能耗低，生产费用下降，单系列大型化，操作平衡安全.运转周期长等优点.气提法主要有斯塔米卡本CO2气提法，SNAM氨气提法，IDR（等压双气提）法及ACES法等.图6-12是荷兰斯塔米卡本CO2气提法流程示意图.该法1964年研究成功，20世纪70年代初被广泛采用，现已成为建厂最多的生产工艺，单系列可达1756~2100t/d.合成尿素的原料气CO2加压后（其压力与合成塔相同），首先进入CO2气提塔，将大部分未转化成尿素的甲铵分解随CO2逸出，气提分解所需热量由2.45MPa的蒸汽提供，CO2气提塔顶出口气流进高压甲铵冷凝器，流入此冷凝器的物料有加压后的原料液氨，经高压洗涤后甲铵液，此液经高压液氨喷射器送人高压甲铵冷凝器内冷凝.吸收CO2进行甲铵反应.吸收过程和反应过程放出的热量产生0.294MPa的低压蒸汽.生成甲铵的大部分反应在高压冷凝器中进行，一部分生成甲铵反应在尿素合成塔中进行，以维持尿素合成塔中甲铵脱水所需的热量.控制高压冷凝器的冷凝量就可以控制尿素合成塔的操作温度的稳定.尿素合成塔底流出的反应混合液进入CO2气提塔，从CO2气提塔底流出的反应混合液经减压至0.2533MPa进入低压分解器，在此进一步加热将残留的甲铵和氨分解并逸出.塔底尿素溶液经闪蒸后.送至两段真空蒸发，浓缩至99.7%（质量分数）的熔融尿素，最后送至造粒塔制得颗粒状的产品.分解塔顶部流出的混合气体经低压冷凝吸收后.生成的甲铵溶液经泵送至高压洗涤器.从尿素合成塔顶出来的混合气也进入高压洗涤器进行回收.。
2.尿素的生产流程
尿素的生产大致分为四个步骤：1.液氨与二氧化碳的净化与提压输送。2.液氨与二氧化碳合成尿素。3.尿素熔融物与未反应物的的分离与回收。4.尿素溶液的政法造粒。
反应式为
NH3（液态）+CO2==NH4COONH3==Q
NH4COONH3==CO(NH2)+H2O+Q
老系统选用的是水溶液全循环法，该法是利用碳酸稀溶液吸收未反应的氨与二氧化碳生成的甲胺或碳酸铵溶液，再利用循环泵送回合成塔，由于未反应的氨和二氧化碳呈液态进行循环，故动力消耗少。
3.合成氨论文怎么写,或尿素论文怎么写
尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在于自然界中，如新鲜人粪中含尿素0.4%。
尿素产量约占我国目前氮肥总产量的40%，是仅次于碳铵的主要氮肥品种之一。尿素作为氮肥始于20世纪初。
20世纪50年代以后，由于尿素含氮量高（45%~46%），用途广泛和工业流程的不断改进，世界各国发展很快。我国从20世纪60年代开始建立中型尿素厂。
1986~1992年，我国尿素产量均在900万吨以上。目前占氮肥总产量的40%。
尿素分子式是CO(NH2)2，因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。尿素含氮（N）46%，是固体氮肥中含氮量最高的。
工业上用液氨和二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，化学反应如下。 2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+N2O尿素易溶于水，在20℃时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。
尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。
粒状尿素为粒径1~2毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。20℃时临界吸湿点为相对湿度80%，但30℃时，临界吸湿点降至72.5%，故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。
目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质，其吸湿性大大下降。 尿素是生理中性肥料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。
但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5%。
缩二脲含量超过1%时，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。 尿素是有机态氮肥，经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用。
因此，尿素要在作物的需肥期前4~8天施用。 施用：尿素适用于作基肥和追肥，有时也用作种肥。
尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。 CO(NH2)2，亦称脲。
相当于碳酸的二酰氨。在人的蛋白质分解最终产物中占有相当大的比例。
在普通膳食的情况下，每日尿中可排出25—30克，接近尿中总氮量的87%。一般来说，两栖类的成体、软骨鱼类和哺乳类具有相同的倾向。
因在这些生物体中，尿素是在鸟氨酸循环中形成的，所以排出尿素的动物具有所必需的整个酶系统，在动物中欠缺其中任何一种酶便排出尿酸（鸟类）或氨（硬骨鱼类）。刀豆和大豆植物的种子中存在很多的脲酶，它可使尿素水解为二氧化碳和氨。
尿素也是很重要的肥料。 尿素外观为白色晶体或粉末。
是动物蛋白质代谢后的产物，通常用作植物的氮肥。 尿素是哺乳类动物排出体内含氮代谢物的形式。
它在肝合成，其过程被称为尿素循环。 别名：碳酰二胺、碳酰胺、脲 分子式：CO(NH2)2，因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。
尿素含氮（N）46%，是固体氮肥中含氮量最高的。 生产方法：工业上用液氨和二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，化学反应如下。
2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+N2O尿素易溶于水，在20℃时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。
结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。粒状尿素为粒径1~2毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。
20℃时临界吸湿点为相对湿度80%，但30℃时，临界吸湿点降至72.5%，故尿素要避免在盛夏潮湿气候下敞开存放。目前在尿素生产中加入石蜡等疏水物质，其吸湿性大大下降。
尿素是生理中性肥料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。
我国规定肥料用尿素缩二脲含量应小于0.5%。缩二脲含量超过1%时，不能做种肥，苗肥和叶面肥，其他施用期的尿素含量也不宜过多或过于集中。
尿素是有机态氮肥，经过土壤中的脲酶作用，水解成碳酸铵或碳酸氢铵后，才能被作物吸收利用。因此，尿素要在作物的需肥期前4~8天施用。
施用：尿素适用于作基肥和追肥，有时也用作种肥。尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。
尿素的用途： 尿素是一种常用的速效氮肥，除作追肥以外，还有其它多种用途。 一、调节花量 为了克服苹果地大小年，遇小年时，于花后5-6周（苹果花芽分化的临界期，新梢生长缓慢或停止，叶片含氮量呈下降趋势）叶面喷施0.5%尿素水溶液，连喷2次，可以提高叶片含氮量，加快新梢生长抑制花芽分化，使大年的花量适宜。
二、疏花疏果 桃树的花器对尿素较为敏感但嘎面反应较迟钝，因此，国外用尿素对桃和油桃进行了疏花疏果试验，结果表明，桃和油桃的疏花疏果，需要较大浓度（7.4%）才能显示出良好效果，最适合浓度为8%-12%，喷后1—2周内，即能达到疏花疏果的目的。但是，在不同的土地条件下，不同时期及不同品种的反应尚需进一步试验。
三、水稻制种 在杂交稻制种技术中，为了提高父母本的异交率，以增加杂交稻制种量或不育系繁种量，一般都采用赤毒素喷施母本以减轻母本包颈程度或使之完全抽出；或喷施父母本，调节二者的生长，使其。
4.急 尿素生产工艺流程
合成原理和工艺条件 生产尿素的原料是氨和二氧化碳，后者是合成氨厂的副产品。尿素合成反应分两步进行：①氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵（简称甲铵）；②甲铵脱水生成尿素，其反应式为：
2NH3+CO2NH2CO2NH4+159.47kJ (1)
NH2CO2NH4NH2CONH2+H2O-28.49kJ (2)
式（1）是强放热反应，在常压下反应速度很慢，加压下则很快。式（2）是温和的吸热反应。
当温度为170~190℃，氨与二氧化碳的摩尔比为2.0，压力高到足以使反应物得以保持液态时，甲铵转化成尿素的转化率（以CO2计）为 50%；其反应速率随温度的提高而增大。当温度不变时，转化率随压力的升高而增大，转化率达到一定值后，继续提高压力，不再有明显增大，此时，几乎全部反应混合物都以液态存在。
提高氨与二氧化碳的摩尔比，可增大二氧化碳的转化率，降低氨的转化率。在实际生产过程中，由于氨的回收比二氧化碳容易，因此都采用氨过量，一般氨与二氧化碳的摩尔比≥3。反应物料中，水的存在将降低转化率，在工业设计中要把循环物料中的水量降低到最小限度。少量氧（空气）的存在能阻缓材料的腐蚀。增加反应物料的停留时间能提高转化率，但并不经济，工艺设计中最佳条件的选择是在经济合理的情况下，追求单位时间的最大产量。典型的工艺操作条件是温度180~200℃、压力13.8~24.6MPa、氨与二氧化碳摩尔比2.8~4.5、反应物料停留时间25~40min。
生产工艺 氨和二氧化碳在合成塔内，一次反应只有55%~72%转化为尿素（以CO2计），从合成塔出来的物料是含有氨和甲铵的尿素溶液（简称尿液）。在进行尿液后加工之前，必须将氨和甲铵分离出去。甲铵分解成氨和二氧化碳是尿素合成反应中式（1）的逆反应，是强吸热反应，用加热、减压和气提等手段能促进这个反应的进行。围绕着如何回收处理从合成塔里出来的反应混合物料，曾发展了尿素的多种生产工艺。①不循环工艺和部分循环工艺：不循环工艺是指从合成塔出来的物料，经减压至常压并用蒸汽加热，将氨和二氧化碳分离出来，尿液送去后加工系统，氨用于生产其他的铵盐。部分循环工艺是把从甲铵分解器内分解出来的部分氨和二氧化碳，以甲铵水溶液的形式循环回合成塔。不循环和部分循环工艺较简单，投资较省、操作费用也较低，缺点是要附设庞大的铵盐加工系统，经济上不合理，新的尿素厂则采用全循环工艺。②全循环工艺：是把未转化成尿素的氨和二氧化碳，经分离后全部循环返回尿素合成系统。这类工艺因分解、循环的方法不同而有不同，但主要是水溶液循环法和气提法
根据不同要求，可以采用三种方法生产固体尿素。
①结晶法 将尿液蒸浓到约85%，再通过冷却、结晶、分离、干燥而得到产品。在结晶过程中，通入约95℃的热空气，使结晶与干燥同时进行的方法称为无母液结晶法。也有采用真空结晶法，借以充分利用系统的反应热（如三井东压法）。结晶法的特点是成品中缩二脲含量
②塔式喷淋法造粒 是目前使用最广泛的方法。将99.5%的尿液在造粒塔顶通过喷头（大多用旋转喷头）喷成液滴下落，与塔底通入的空气逆流接触凝结、冷却而成为粒径0.8~2.5mm的颗粒产品。此法优点是消耗动力很少，但产品机械强度不高，易破碎；且塔顶排出的空气含尿素大于100mg/m3，污染大气，需在造粒塔顶加设庞大的净化装置（见尿素造粒塔）。
③颗粒成型法造粒 塔式喷淋造粒法产品强度较低，粒径较小，抗碎、抗磨强度较差，不能满足掺混肥料及机械施肥的需要。60年代起，发展了颗粒成型法造粒新技术，即把96%以上的尿液，逐层凝结在晶种粒子表面而形成颗粒尿素。产品粒度为2~4mm（根据需要可达7~11mm），不但强度高，且不易吸湿结块，可以散装贮存，此法造粒装置可分盘式造粒、转鼓造粒和流动床造粒等。 产品规格 一般规定如表中所列指标。
5.生产尿素用不用工业气体
生产尿素，目前的原理都是用氨气和二氧化碳反应生成
2NH3 + CO2 = CO(NH2)2 + H2O
至于具体工艺，国内尿素生产有氨汽提法工艺、改良C法工艺、CO2汽提工艺、国产水溶液全循环工艺、改良水溶液全循环工艺、中压联尿工艺等。能耗最低的为进口氨汽提工艺，其次为C02汽提工艺和改良C法。在国内尿素生产工艺流程中，工艺和能耗较为先进的是改良水溶液全循环法，其次是水溶液全循环法，CO2转化率为68%左右，中压联尿工艺已被淘汰。二氧化碳转化率是尿素生产中的重要工艺指标，直接影响生产中蒸汽消耗量和产量。转化率越高，蒸汽消耗量越少，分解回收系统设备就越小，产量越高。
所以生产尿素，既然是规模化的大生产，用的肯定是工业气体，而不是实验室气体。至少要用到工业氨气、工业二氧化碳气体，有可能用到水蒸气。
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