在尿素的夏天生產過程中需要注意問題:

1、尿素的生產過程中，合成塔內的溫度較高（一般為180-200℃），氣壓較大（13.8-24.6MPa），如果操作不慎，容易發生較大的安全事故。

2、作為生產尿素的原料，氨是一種有毒、可燃性氣體，濃度過大時，容易引起工作人員中毒。

3、在合成塔內有著甲胺液、雙氧水、甲醛等腐蝕性物質，十分危險。

4、二氧化碳壓縮機房內的噪音很大，會損害工作人員的聽力。

5、尿素生產過程中，對于原料的比例要求十分嚴格。氨：二氧化碳=4（摩爾比），水：二氧化碳=0.37（摩爾比）。

尿素的合成過程

I.不循環法和部分循環法
原料液氨以及凈化后的CO2氣體,經壓縮后進入尿素合成塔,合成反應液經一次減壓分解其中未反應的氨和CO2,舍氨尾氣送往氨加工車間生成銨鹽.未反應物不返回合成系統,故叫不循環法.若未反應物經減壓加熱分解,冷凝后部分返回合成系統,稱為部分循環法.此法成本高,技術落后,早已淘汰不用.
Ⅱ.溶液全循環法
尿素合成反應后,未轉化的反應物氨和CO2經過幾段減壓及加熱分解,將其從尿素溶液中分離出來,然后全部返回合成系統,以提高原料氨和CO2的利用率.此法稱為全循環法.按照未反應物氨和CO2的回收方式不同,又分為溶液全循環法,氣體分離法(選擇吸附),漿液循環法和熱氣循環法等.
①氣體分離法(即選擇性吸收法).此法采用尿素硝酸水溶液作為吸收劑,選擇吸收分解氣中的氨,吸收液再生后將氨回收,并經壓縮冷凝后返回合成塔.或將減壓加熱分解出的氨、CO2和水蒸氣的混合物,用MEA溶液吸收其中的CO2,剩下的氨經冷凝后返回合成塔.
②水溶液全循環法.尿素合成后未反應物氨和CO2,經分解分離后,用水吸收成甲銨溶液,然后循環回合成系統稱為水溶液全循環法.自20世紀60年代起迅速得到推廣,在尿素生產中占有很大的優勢,至今仍在完善提高.典型的有荷蘭斯塔米卡本水溶液全循環法,美國凱米科水溶液全循環法及日本三井東壓的改良C法及D法等.
水溶液全循環法三種流程的工藝條件如表6-13所示.
表1
水溶液全循環法的工藝條件
方法
壓力／MPa
溫度／℃
NH3／CO2
H2O／CO2
轉化率
斯塔米卡本法
蒙特愛迪生法
三井東壓改良C法
19.62～21.58
19.62
22.56~24.53
185~188
195~200
190~200
4.0
3.5
4.0
0.60
0.55
0.37
62％
63％
72％
III.氣提法
水溶液全循環法不消耗貴重的溶劑,投資省,曾被廣泛采用,為尿素工業的發展做出了積極的貢獻,但水溶液全循環法存在不少問題.如能量得不到充分利用,反應熱被大量的循環液所降溫,沒有充分利用；一段甲銨泵腐蝕嚴重,對甲銨泵的制造、操作和維修比較麻煩；為了回收微量的CO2和氨氣使流程變得過于復雜.氣提法就是在水溶液全循環法的基礎上進行改革而產生的一種新方法.
所謂氣提法就是用氣提劑如CO2、氨氣、變換氣或其他惰性氣體,在一定壓力下加熱,促進未轉化成尿素的甲銨的分解和液氨氣化.氣提分解效率受壓力、溫度、液氣比及停留時間的影響,溫度過高會加速氨的水解和縮二脲的增加,壓力過低,分解物的冷凝吸收率下降.氣提時間愈短愈好,可防止水解和縮合反應.故氣提法是采用二段合成原理,即液氨和氣體CO2在高壓冷凝器內進行反應生成甲銨,而甲銨的脫水反應則在尿素合成塔中進行.實際上,為了維持合成尿素塔的反應溫度,部分甲銨的生成留在合成塔中,而不是全部在高壓冷凝器中完成.氣提塔中的反應為
這是一個吸熱、體積增大的可逆反應,只要有足夠的熱量,并能降低反應產物中任一組分的分壓,甲銨的分解反應就能一直向右進行,氣提法就是利用這一原理,當通入CO2氣時,CO2的分壓為1,而氨的分壓趨于0,致使反應不斷進行.同樣,用氨氣提也有相同的結果.
氣提法工藝是當前尿素合成生產中重要的技術改進,以水溶液全循環法相比,具有流程簡化,能耗低,生產費用下降,單系列大型化,操作平衡安全.運轉周期長等優點.氣提法主要有斯塔米卡本CO2氣提法,SNAM氨氣提法,IDR(等壓雙氣提)法及ACES法等.
圖6-12是荷蘭斯塔米卡本CO2氣提法流程示意圖.該法1964年研究成功,20世紀70年代初被廣泛采用,現已成為建廠最多的生產工藝,單系列可達1756～2100t／d.
合成尿素的原料氣CO2加壓后(其壓力與合成塔相同),首先進入CO2氣提塔,將大部分未轉化成尿素的甲銨分解隨CO2逸出,氣提分解所需熱量由2.45MPa的蒸汽提供,CO2氣提塔頂出口氣流進高壓甲銨冷凝器,流入此冷凝器的物料有加壓后的原料液氨,經高壓洗滌后甲銨液,此液經高壓液氨噴射器送人高壓甲銨冷凝器內冷凝.吸收CO2進行甲銨反應.吸收過程和反應過程放出的熱量產生0.294MPa的低壓蒸汽.生成甲銨的大部分反應在高壓冷凝器中進行,一部分生成甲銨反應在尿素合成塔中進行,以維持尿素合成塔中甲銨脫水所需的熱量.控制高壓冷凝器的冷凝量就可以控制尿素合成塔的操作溫度的穩定.尿素合成塔底流出的反應混合液進入CO2氣提塔,從CO2氣提塔底流出的反應混合液經減壓至0.2533MPa進入低壓分解器,在此進一步加熱將殘留的甲銨和氨分解并逸出.塔底尿素溶液經閃蒸后.送至兩段真空蒸發,濃縮至99.7％(質量分數)的熔融尿素,最后送至造粒塔制得顆粒狀的產品.分解塔頂部流出的混合氣體經低壓冷凝吸收后.生成的甲銨溶液經泵送至高壓洗滌器.從尿素合成塔頂出來的混合氣也進入高壓洗滌器進行回收.

標簽：尿素合成過程