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有二氧化碳气提法生产尿素工艺的资料吗?

133 2023-01-07 17:17 狄儿    手机版

有二氧化碳气提法生产尿素工艺的资料吗?

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

+

CO2

=

NH2CO2NH4

+

159.47kJ

(1)

NH2CO2NH4

=

NH2CONH2

+

H2O

-

28.49kJ (2)

CO2

+

2NH3

=

CO(NH2)2

+

H2O

总反应

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(即解吸法)。

尿素的合成反应方程式

合成反应方程式为:

作为一种中性肥料,尿素适用于各种土壤和植物。它易保存,使用方便,对土壤的破坏作用小,是目前使用量较大的一种化学氮肥。工业上用氨气和二氧化碳在一定条件下合成尿素。

化学性质:

可与酸作用生成盐。有水解作用。在高温下可进行缩合反应,生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。加热至160℃分解,产生氨气同时变为异氰酸。因为在人尿中含有这种物质,所以取名尿素。

扩展资料

农业领域:

尿素是一种高浓度氮肥,属中性速效肥料,也可用于生产多种复合肥料。在土壤中不残留任何有害物质,长期施用没有不良影响。畜牧业可用作反刍动物的饲料。 

贮存注意:

尿素如果贮存不当,容易吸湿结块,影响尿素的原有质量,给农民带来一定的经济损失,这就要求广大农户要正确贮存尿素。在使用前一定要保持尿素包装袋完好无损,运输过程中要轻拿轻放,防雨淋,贮存在干燥、通风良好、温度在20度以下的地方。

参考资料来源:百度百科――尿素

我所知的一个加工工艺:液氨预热加压后进入过滤器,除去其中的固体杂质和油类,再导入高压液氨泵加压。经高压氨加压器加热后,经高压喷射器进入高压冷凝器,出高压冷凝器后,氨基甲铵(NH2COONH4)与反应物的混合物进入尿素合成塔,反应一段时间后,剩余反应物和少量惰性气体进入高压洗涤器(剩余反应物在此被进一步冷凝回收。)。气提及加热分解后,进入高压冷凝器生成氨基甲铵(NH2COONH4)液。出气提塔减压再进入精馏塔升温后,氨基甲铵再次分解,出精馏塔底部的尿素溶液减压后送到闪蒸槽,进一步冷凝后再蒸发,既得浓缩的熔融尿素,再去造粒塔造粒即得。具体反应式:

1828年德国化学家韦勒(F.Wohler)将氰酸铵的水溶液加热得到了尿素.

NH4CNO=(加热)NH2CONH2

用CO2和NH3合成尿素的化学方程式

第一部由NH3与CO2合成氨基甲酸铵

CO2+2NH3=NH2COONH2

第二部由氨基甲酸铵转化为尿素基于以下平衡

NH2COONH2=H2NCONH2+H2O

用CO2和NH3合成尿素的化学方程式

第一部由NH3与CO2合成氨基甲酸铵

CO2+2NH3=NH2COONH2

第二部由氨基甲酸铵转化为尿素基于以下平衡

NH2COONH2=H2NCONH2+H2O

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