尿素是怎樣制作的?
作者:化工綜合網發布時間:2023-12-19分類:膠粘劑瀏覽:119
一、尿素是怎樣制作的?
制造尿素的原料是天然氣、煤或石油之一和空氣轉化成氨和二氧化碳
然后CO2+2NH3=(NH2)2CO+H2O
分之量:60,它是熔融狀態下通過噴灑冷卻成顆粒
分子式是CO(NH2)2也可以是CH4N2O
二、如何制作尿素化肥
生產方法:工業上用液氨和二氧化碳為原料,在高溫高壓條件下直接合成尿素,化學反應如下。
尿素在酸、堿、酶作用下(酸、堿需加熱)能水解生成氨和二氧化碳。
對熱不穩定,加熱至150~160℃將脫氨成縮二脲。若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環化合物三聚氰酸。(機理:先脫氨生成異氰酸(HN=C=O),再三聚。)
與乙酰氯或乙酸酐作用可生成乙酰脲與二乙酰脲。
在乙醇鈉作用下與丙二酸二乙酯反應生成丙二酰脲(又稱巴比妥酸,因其有一定酸性)。
在氨水等堿性催化劑作用下能與甲醛反應,縮聚成脲醛樹脂。
與水合肼作用生成氨基脲。
2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O尿素易溶于水,在20℃時100毫升水中可溶解105克,水溶液呈中性反應。尿素產品有兩種。結晶尿素呈白色針狀或棱柱狀晶形,吸濕性強。粒狀尿素為粒徑1~2毫米的半透明粒子,外觀光潔,吸濕性有明顯改善。20℃時臨界吸濕點為相對濕度80%,但30℃時,臨界吸濕點降至72.5%,故尿素要避免在盛夏潮濕氣候下敞開存放。目前在尿素生產中加入石蠟等疏水物質,其吸濕性大大下降。
尿素是一種高濃度氮肥,屬中性速效肥料,也可用了生產多種復合肥料。在土壤中不殘留任何有害物質,長期施用沒有不良影響。畜牧業可用作反芻動物的飼料。 但在造粒中溫度過高會產生少量縮二脲,又稱雙縮脲,對作物有抑制作用。我國規定肥料用尿素縮二脲含量應小于0.5%。縮二脲含量超過1%時,不能做種肥,苗肥和葉面肥,其他施用期的尿素含量也不宜過多或過于集中。
尿素是有機態氮肥,經過土壤中的脲酶作用,水解成碳酸銨或碳酸氫銨后,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。
三、尿素的流程是怎樣?
一、原料的壓縮和凈化
1、二氧化碳(CO2)的壓縮和凈化 二氧化碳來自脫碳,其濃度為65.7%(V),含氧量0. 5 %(V),硫化物<15mg/M3,CO2通過一分離器后進入CO2壓縮機一段,由二段出口去脫硫槽,降低CO2氣中的含量至10 mg/M3以下,回到壓縮機三段出入,再經三、四、五段壓縮達到20.7Mpa,送到尿素合成塔。
2、液體的凈化和輸送 原料液氨從合成車間氨冷凍崗位氨貯槽送來,溫度≤30℃,壓力≥2.05Mpa,先進入液氨過濾器,除去固體雜質和油類,再進入液氨緩沖槽,進入尿素系統的氨由調節閥開度的大小來控制流量。
二、尿素的合成
CO2壓縮機出口氣體壓力約為Mpa,溫度約125℃,進入兩尿素合成塔,進入尿塔的CO2量決定整個系統的生產負荷大小。
從一吸塔來的氨基甲酸溶液約85—90℃,經一甲泵加壓至20.69Mpa,送入尿素合成塔。
從液氨緩沖槽來液氨進入氨泵入口加壓至20.7Mpa,經氨預熱器加熱至45℃左右,送入尿塔。入尿塔的氨量根據塔頂部溫度決定,其頂部溫度控制在188—190℃;尿素合成塔的壓力由塔出口的調節閥自行控制,一般維持在19.6Mpa。
三、循環回收
1、一段分解 合成塔出來的合成液中含有尿素、氨基甲酸銨(甲胺)、過剩氨和水。通過壓力調節閥減壓至1.7Mpa,進入一段分解塔及一分加熱器,由1.10Mpa的蒸汽加熱至155—160℃,使甲胺的分解率達到88%以上,總氨蒸出率達90%,在分離段進行氣液分離后通過一減壓調節閥后送至二段加熱分離器(二分塔)。
2、二段分解 出一段分解塔的流體經減壓至0.4Mpa后,進入二分塔,在上部閃蒸,經填料精餾段,二段加熱器加熱至135—140后進行氣液分離,氣相進入二段吸收,液相經一減壓調節閥進入蒸發系統的閃蒸槽。
3、一段循環系統 從一分塔氣相出來的氣體約120℃,是NH3、CO2 、H2O的混合物,經熱能利用段換熱降溫至100℃,進入一吸冷卻器,由循環脫鹽水冷卻,然后進入一吸塔下部,利用塔頂部加入的液氨和氨水進行吸收,控制出一吸塔氣相溫度≤50℃, CO2含量≤100PPM。氣相進入三個氨冷凝器,由循環水冷凝成液氨回流至氨緩沖槽;冷凝后的殘氣進入惰洗滌器,進一步回收其中的氨,洗滌液由氨水泵打入,吸收液注入一吸塔頂部,尾氣經減壓后進入尾吸塔,一吸塔液相部分即定甲胺液,進入一甲泵加壓后至20.0Mpa送入尿塔。
一吸塔頂部加的液氨從緩沖槽來,一般循環的壓力控制1.70Mpa。
4、二段循環系統 來自解吸塔及二分塔的氣體匯合后,進入二循一冷器底部,用蒸發冷凝液來做吸收劑,循環水冷卻生成氨基甲酸銨,進入二甲泵,加壓后送入一吸塔底部作一段分解氣的吸收液。出二循一冷器的頂部氣體進入二循二冷器底部,用蒸發冷凝液吸收,吸收液即得氨水,由氨水泵打入惰洗器;余氣經調節閥減壓送往尾吸塔。二段循環壓力控制在0.27Mpa。
5、尾氣吸收與解吸 尾氣包括一、二段吸收后的剩余氣體,包含NH3、O 2 、CO2及其它不凝性氣體,設置尾氣回收的目的是為了最大限度的回收放空尾氣中的NH3、CO2,降低NH3的損失。在二個串聯的吸收塔內進行,用碳銨液作吸收劑,吸收后再返入碳銨液槽。
兩段蒸發的冷凝液流入碳銨液貯槽后,由解吸泵送入解吸系統,解吸的目的是回收排放水中的NH3、CO2,維持系統水平衡,要求排放廢液NH3含量≤0.07%(重量)。解吸系統由解吸換熱器與廢液換熱,進入冷凝器冷凝液相回流,氣相進入二段循環系統。
6、蒸發和造粒 由閃蒸槽流出的尿液進入一段蒸發器的加熱段加熱至130℃,在0.033 Mpa(絕)壓力下, 尿液濃度達到96%(W),進入二段蒸發加熱器,加熱至140℃,繼續減壓至0.0033 Mpa(絕),尿液濃度提高至99.7%(W),尿液進入熔融泵送往造粒塔,由旋轉噴頭噴灑造粒。兩段氣相分別由三個蒸汽噴漿泵抽至三個冷卻器,冷凝后的液體即蒸發冷凝液至碳銨液槽。
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