二氧化碳CO2-氨气生产尿素工艺的设计VIP免费

11.1 简介用原料二氧化碳或氨气在合成压力下，将尿素熔融物气提，使其中的氨基甲酸铵分解，返回合成系统。如用氨进行汽提，称为氨汽提法［1］。合成塔排出的合成反应液在合成压力和较高温度下，在汽提塔内与气提气逆流相遇，将氨和二氧化碳从尿液中分解出来，然后将气体导入高压甲铵冷凝器内，化合冷凝为甲铵液，放出热量用于副产蒸汽。动力消耗较低，经济效果明显。1.2 工艺的优缺点⑴ 优点① 高氨碳化，高转化率；由于合成塔采用高氨碳比操作，使合成塔中二氧化碳转化率提高，加上采用钛材的降膜式汽提塔，使汽提操作温度可以高达 200°C。在汽提塔内由于过剩氨的自汽提作用，使甲铵分解率提高，从而减少低压部分的负荷。② 采用甲铵喷射泵，使合成高压设备水平布置。不仅节省了高框架，同时也方便了安装检修。③ 热利用效率高，能耗低。④ 操作弹性大，易于操作控制。由于合成采用高氨碳比，汽提塔采用钛管，使封塔时间可以较长，有利于装置的开停车操作，也减少了因排放所需的贮槽容积。⑤ 爆炸危险小，由于使用钛材，加入的钝化空气少，避免了爆炸混合物的生成。⑥ 原料器损失少。由于加入钝化空气量少，所以惰性气放空量少，原料损失少。⑵ 缺点占地面积相对较大，流程长，设备多，相互制约性强，控制点多，技术素质要求高等。21.3 基本原理使尿液中的甲铵按下述反应分解为 NH 和 CO 过程，反应方程如下：32NHCOONH（液）二 2NH（气）+CO（气）—Q（1T）4232此反应为可逆吸热，体积增大的反应。我们只要提供热量，降低压力或者降低气相中 NH 与 CO 某一组分的分压，都可以使32反应向右进行，以达到分解甲铵的目的。汽提法是在保持压力与合成塔相同的条件下，在供给热量的同时，采用降低气相中 NH 和 CO 某一组分（或 NH 与 CO 都降低）的分压的办3232法来分解甲铵的过程［2］。当温度为 t°C 时，纯态甲铵的离解总压力与各组分（NH 与 CO）的分解压的关系，32按以上化学方程式可作如下表示：设总压为 P，则从反应式中可以看到氨分解压力为 2/3P，二氧化碳分压为 1/3P，SSS如反应式在温度为 tC 时的平衡常数为 K，贝 V：t214K=（—P）2（—P）=P3（1-2）t3s3s27S假如氨和二氧化碳之比不是 2：1 状态存在，在温度仍为 tC 时，它的总压为 P，其各组分的分压为：NH 分压：总压 x 氨的分子分数二 PxX3NH3CO 分压:总压 xCO 的分子分数二 PxX22CO2X，X 分别为气体中氨，二氧化碳的分子分数，这样反应式在温度为时的平衡常 NH3CO2数应为：