合成氨生产尿素原理

1、尿素合成氨生产原理 一、生产原理尿素分子式（NH2）2C0,是由液氨和二氧化碳，在尿素合成塔反应生成铵基甲酸铵（甲铵），其中一部分脱水生成尿素，其反应式为：2NH3十 C02= NH2COON4 NH2C00NH4= NH2C0NH十 H20 根据此反应机理，采用不同的压力、温度、氨碳比，形成各种生产工艺。二、二氧化碳汽提工艺 二氧化碳汽提工艺特点是合成压力低，氨碳比低，反应率高而不设中压回收系统，流程短。缺 点是由于氨碳比低，反应物料为酸性介质腐蚀性较强，为防腐蚀在二氧化碳气中添加氧较多达 到0. 55%0. 7%,如操作不当在合成塔顶排气中会产生过量氧与氢的爆炸性气体，故在高 压洗涤器设有

2、防爆板。在改进型二氧化碳汽提工艺中，为防止合成塔排气形成爆炸性气体，而 采取了将二氧化碳气中氢脱除的方法即二氧化碳压缩机出口气体先经过气体加热器将气体加 热,进入脱氢反应器 （ 装有把催化剂 ） ,然后再将气体冷却,这样增加了三个高压设备,增加了 投资。在 70 年代一些二氧化碳气提尿素老厂进行技术改造,采用加双氧水技术进行防腐蚀, 减少了向二氧化碳气中加氧气量,使其达不到氧氢混合爆炸范围,该项技术己得到推广应用。 现将典型的二氧化碳汽提尿素的生产流程介绍如下：1. 原料液氨和气体二氧化碳的压缩由界外供给的液氨,用高压氨泵将压力提高到 16. 0 兆帕,经氨加热器进一步加热到 70C,送入高压

3、喷射器，将高压洗涤器出来的甲铵液增压，一并送人高压冷凝器的顶部。由界 外送来二氧化碳气体,经二氧化碳压缩机压缩至13. 79 兆帕进入其汽提塔底部。2. 合成和汽提在高压甲铵冷凝器上部送人新鲜的液氨,含有氨和二氧化碳的气提气以及循环返回系统的甲铵 液也在14兆帕下送入，出口温度为168170C，氨/二氧化碳为 2. 82 . 9。换热器用压力0. 4兆帕温度143C的沸水冷却，物料中的气体被冷凝，并反应生成甲铵，放出冷凝热和生成 热,产生 04 兆帕的蒸汽,用于后续工序。在高压冷凝器中,使氨与二氧化碳全部生成甲铵,大约有 78%的氨和 70%二氧化碳冷凝 成液体,生成的甲铵液与末冷凝的气体从底

4、部各自的管离开高压甲铵冷凝器,进入合成塔底 部。反应物在合成塔内自下而上通过，在温度180185C、压力13. 514 . 0兆帕下，将甲铵转化为尿素,二氧化碳转化率为57% 58%,从内部溢流管离开送人气提塔。在合成塔顶部出气中除氨、二氧化碳外,还有氧、氮、氢、惰性气体等,送人高压洗涤 器。高压洗涤器下部是直立管壳式浸没冷凝器,器内充满液体,气体鼓泡向上通过,上部为鼓 泡段。液体出鼓泡段,一部分从内溢流管返回浸没冷凝段底部,一部分外流出去进入喷射泵的 吸入口。出口甲铵液的温度保持在160C，为了防止冷却过度，管外用热水冷却，热水在一个封闭的加压系统中用循环水泵循环。从高压洗涤器顶部出来还含氨

5、、二氧化碳气的惰性气进入 吸收塔,被冷凝液吸收后放空。送入吸收塔的冷凝液是从氨水贮槽分别用解吸塔给料泵及升压 泵经过顶部加料冷却器送人吸收塔的上段填料层,用闪蒸槽冷凝液泵将闪蒸槽冷凝液送人下段 填料层,在塔底所得的稀甲铵液,部分返回下段填料层循环吸收,部分送人低压洗涤器中吸收 从低压甲铵冷凝器出来的氨和二氧化碳。最终甲铵液从低压洗涤器或吸收器液位槽底部进入高 压甲铵泵,升压后经高压洗涤器返回甲铵冷凝器。因高压甲铵冷凝器中的压力要比高压洗涤器约高03 兆帕，因此甲铵液必须在高压喷射器中用 160 兆帕液氨喷射才能返回到反应系统中去。气提塔，亦称高压热交换器，从合成塔底部出来反应混合物从上部进入向

6、下流入管束并以 液膜状态沿管壁向下流，然后在 165175 C下从底部离开。从二氧化碳压缩机来二氧化碳气 体从底部进入，将溶液中氨和二氧化碳赶出，实际上约有 85的氨及 75二氧化碳从反应混 合物中被气提出来，同时也有一些水蒸发出来，出口液体含氨6 8。从气提塔顶部出来气体送入高压冷凝器的顶部。气提塔用20 兆帕饱和蒸汽进行加热，与工艺液体相接触的管子的温度不能高于 200C，否则会发生严重腐蚀。3循环 离开气提塔的尿素减压到 025035兆帕，送入精馏塔。尿液中的一部分甲铵分解，所需 的热由溶液本身供给，从而使溶液的温度下降到105110C。溶液从精馏塔底进入循环加热器，在此溶液的温度升高到

7、 135C，结果使甲铵再一次分解。在精馏塔底部的分离器中进行液 气分离，气体通过填料上升，被下流的冷尿液所冷却。而出精馏塔的气体与解吸塔来的气体一并进人低压甲铵冷凝器的底部。为了取走甲铵生成 热与冷凝热用调温水冷却，而调温水又在循环水冷却器中冷却，这样可避免冷却水温度过低而 引起固体甲铵生成。低压甲铵冷凝器顶部的气液混合物进人液位槽，进行气液分离。大部分甲铵液循环回低压 甲铵冷凝器，而一部分从底部抽出，用高压甲铵泵送人高压洗涤器的顶部。从液位槽的液体中分离出来的气体随即进入低压吸收器被甲铵液洗涤，除惰性气体外全部 气体被吸收下来，末冷凝的气体离开吸收器顶部放空。从精馏塔底部出来的溶液减压后进入

8、闪蒸槽，在溶液减压时少量的氨同较大量蒸汽从溶液 中逸出，使溶液在温度从 135C降到9095C,得到尿素溶液浓度约为 73%，经过大气腿流 入尿液贮槽。4尿液蒸发与造粒在蒸发系统中将尿素溶液中的水蒸发，浓缩成浓度为99 7 %的尿液，蒸发采用两段真空蒸发。二段蒸发器用 09 兆帕蒸汽供热，此时溶液浓缩到997%。离开二段蒸发器底部的尿素熔体，由熔融尿素泵送人造粒塔顶的造粒喷头，喷淋造粒。颗粒状尿素从造粒塔底出来被 送往贮存包装。产品尿素含氮46.3% （质量），缩二脲w 0. 9% （质量）。5解吸在闪蒸槽及蒸发系统中蒸发出来的水蒸气在冷凝器中冷凝后，含有少量的尿素、氨和二氧 化碳，经过大气腿

9、流人氨水贮槽。从蒸发冷凝器来的含有少量尿素和氨的冷凝液流入氨水贮槽 另一小室，被送到解吸塔的顶部。解吸塔是浮阀塔，进入的液体经过各层塔板上的溢流管逐层流下，从塔底出去。蒸汽从塔 底进入，由于液体与蒸汽的逆流接触，液体中的氨和二氧化碳愈来愈少，而离开塔顶的蒸汽中 含有全部解吸出来的氨和二氧化碳以及水蒸气。混合气通过调节引人低压冷凝器，将解吸的氨 和二氧化碳循环回到反应系统中去。解吸塔底部出来的液体通过换热器与入塔溶液换热后，再 通过塔底液位自动控制减压后送人下水道，水中含有尿素0. 2%，含氨 0. 05%，温度约70 C。吨尿素耗氨 580千克。80 年代引进的尿素装置将解吸塔排出水再经高压水

10、解器用高压蒸汽将水中含尿素和氨分 解回收，使排水中含尿素和氢达到5X 10 6以下，可以用作锅炉用水，不再排入下水道。三、新一代改进二氧化碳气提工艺 新一代改进二氧化碳气提工艺，将原来立式高压冷凝器改为卧式池式冷凝器，将布置高压 设备的框架降低了。特点是采用池式冷凝器，将原来立式降膜式甲铵冷凝器改为卧式结构，工 艺介质走壳侧，低压蒸汽走管侧，壳侧为高压简体内衬316L，筒体内设U型管束，材质为25-22-2，U型管与管板的焊接采用内孔焊，即管子不穿过管板，只对管端头与管板上的25-22-2衬里相焊接，施工难度较大。管内通入蒸汽冷凝液用泵强制循环，利用甲铵冷凝反应热副产低 压蒸汽。汽提气在卧式壳

11、侧的甲铵液中鼓泡湍动冷凝吸收，大大提高了甲铵液在甲铵冷凝器中 的停留时间，大约有 6 3的尿素在甲铵冷凝器中生成，而可将尿素合成塔容积减少，降低合 成塔的高度。由原来布置高压设备高框架由 65 米降到 38 5 米，随之工艺框架也降低了。改 进二氧化碳气提尿素合成塔采用了新型高效塔板，防止塔内反应溶液的返混现象，合成塔容积 较一般的二氧化碳气体合成塔减少2025。池式冷凝器为高压设备，材质要求高，设备造价也高，日产 1000 吨尿素装置，设备费超过 1000 万人民币，是其缺点。该工艺消耗指标较先 进。四、氨汽提工艺 工艺特点是：(1) 氨二氧化碳比较高，为防腐蚀在二氧化碳气中加氧量少，二氧化

12、碳转化率较高。(2) 在高压合成后，设有中低压分解循环回收系统，操作弹性大，在50负荷下能正常运转。(3) 气提塔的操作温度、压力较高，采用钦材或衬铬的双金属管材，防止腐蚀。(4) 尿素合成塔、甲铵冷凝器均布置在地面，没有高框架，维修安装均方便。(5) 热回收完善，蒸汽消耗量较少。工艺流程说明如下。 尿素合成与高压回收来自界区外的液氨，经氨升压泵升压，再经高压氨泵送入氨预热器，高压液氨用作氨基甲 酸铵喷射泵的驱动流体，使来自甲铵分离器的氨基甲酸铵溶液升至合成压力。氨与甲铵的混合 液进入合成塔与人塔的二氧化碳进行反应，生成氨基甲酸铵和尿素。由界区外送来二氧化碳经压缩机压缩至1569 兆帕，在二氧

13、化碳压缩机人口前加入少量空气用以纯化不锈钢表面，防止由于反应物所造成的腐蚀。混合物在降膜式加热器向下流动的同时被蒸汽加热。溶液中的二氧化碳由于氨的气提作用 而从溶液中沸腾逸出，从而使溶液中的二氧化碳含量得到降低。来自气提塔顶部的气体和中压吸收塔并经高压碳铵泵增压的回收液，送往高压甲铵冷凝 器，全部混合物在此冷凝并经喷射泵返回合成塔。2中压分解与回收从气提塔底部出来的含有低残留量二氧化碳的溶液减压至1765兆帕，进人中压分解分离器顶部，减压释放出的气体和溶液在此进行分离。溶液中残留的甲铵在底部分解器分离。含氨和二氧化碳的中压分解气体离开分离器顶部进入真空预浓缩器，被来自低压分 解回收的一部分碳铵

14、溶液吸收，所产生的热量供尿素蒸发使用中压分解气最终在中压冷凝器中 冷凝，冷凝热量由冷却水移走。在冷凝器中二氧化碳几乎全部被吸收。从冷凝器来的混合物流 人中压吸收塔的下部，未吸收和末冷凝的气体进入上部精馏段，二氧化碳在过程中被吸收，氨 则被精馏出来。回流氨送入顶部塔板，除去出塔气体中的微量二氧化碳和水。回流液氨经氨升压泵从液氨贮槽抽出送往中压吸收塔顶部。中压吸收塔出塔的溶液经高压 碳铵液泵再经高压碳铵预热器预热后，返回到合成回收。含有惰性气体的氨气离开中压吸收塔顶部在氨冷凝器中冷凝，冷凝的液氨和含有氨的惰气 进人液氨贮槽，由氨回收塔出来的氨和惰性气体则送往中压氨洗涤吸收塔，与逆流冷凝液进行 接触

15、洗涤，将气氨回收。从中压氨洗涤吸收塔底部出来的氨水溶液经离心泵返回到中压吸收 塔。低压分解与回收：离开中压分解器收集罐底部的溶液减压到044 兆帕后进入低压分解器顶部分离器，减压释放出的闪蒸气体在此分离，残留的甲铵在底部分解加热段分解。离开低压 分解器分离器顶部的气体与来自解吸塔的气体汇合，首先进入氨预热器进行吸收和冷凝，然后 进入低压冷凝器，用冷却水进行再吸收和将冷凝热带走。惰性气体在洗涤塔中被清洗后排放。混有残留情性气体的液体被送到碳铵液贮槽，再经离心泵将碳铵液送至真空预浓缩器分离 器。真空预浓缩：由低压分解器收集器底部出来的溶液减压到0034 兆帕，进入降膜式真空预浓缩器。顶部减压释放分

16、离闪蒸气体，残留的甲铵在底部分解加热段分解。从顶部出来的气 体进人真空系统。真空预浓缩器底部液位罐的尿素溶液经尿液泵送到真空浓缩系统。 3尿素浓缩及造粒来自尿素溶液泵的浓度约为 85的尿素溶液送往真空浓缩器，蒸发汽液被真空系统抽 走。由二段真空分离器分离下来的熔融尿素经熔融尿素泵送往造粒塔顶部喷头喷淋造粒，经造 粒塔形成颗粒状成品尿素。4废水处理来自真空系统的工艺冷凝液含有氨、二氧化碳和尿素，收集于工艺冷凝液贮槽中。然后由 冷凝液泵先经预热器预热后送入解吸塔。经过塔上部的初步汽提以后，由水解槽给料泵送入水 解槽预热器中换热，然后进入尿素水解槽。由尿素水解槽出来的气体与解吸塔顶部出来的气体 汇合

17、并与低压分解器分离出来的气体混合在一起，然后送入氨预热器。由解吸塔底部出来的净化废水含氨和尿素小于5X 10-6，换热冷却后送出尿素界区，再经离子交换树脂处理后可用作锅炉给水。五、水溶液循环法与二氧化碳气提技术相结合该法是将水溶液循环法与二氧化碳气提技术相结合。其特点是较高氨二氧化碳比，转化 率较高；气提塔上部设置塔板，下部为液膜换热器，气提效率高；高压甲铵冷凝器的热量用于 回收副产蒸汽，热利用率较高。其工艺流程说明如下。1 合成由界外送来液氨经高压氨泵加压后经氨预热器送入尿素合成塔。由界外送来二氧化碳经二氧化碳压缩机压缩至182兆帕，送入气提塔，在二氧化碳压缩机的中段加入防腐用的空气。来自回

18、收工段的循环甲铵溶液由高压甲铵泵送到 2 号甲铵冷凝器和高压洗涤器。合成塔操作压力18. 04兆帕，操作温度190C，氨与二氧化碳分子比为4，二氧化碳转化率为邱，合成反应生成物从中心管溢流从塔底排入气提塔。在气提塔上部，来自合成塔的合成尿 素溶液与来自下部的二氧化碳气体接触，进行有效的二氧化碳气提。在气提塔下部，合成尿素 溶液中所含的氨基甲酸铵和过量的氨通过二氧化碳气提和在降膜式换热器中的蒸汽进行分解和 分离出来。气提塔的操作压力为18. 04兆帕，温度为177C，塔顶气体送到1号和2号甲铵 冷凝器中。在甲铵冷凝器中，气提塔的塔顶气体被冷凝下来，并被来自回收工段的循环甲铵溶液吸 收，在此冷凝热

19、和吸收热用于 1号甲铵冷凝器中产生 0 59兆帕的蒸汽和在 2 号甲铵冷凝器中 加热气提塔出口尿素溶液。甲铵冷凝器底部的气体和溶液都送到合成塔中。从合成塔顶部出来气体含有少量氨、二氧化碳，送到高压洗涤器进行回收。在洗涤器中， 利用循环甲铵溶液回收氨和二氧化碳，然后送入 l 号甲铵冷凝器作吸收剂。从洗涤器顶部出来 气体送人高压分解器，以进一步回收氨和二氧化碳。2净化从气提塔底出来尿素溶液先经2号甲铵冷凝器预热至 155C，然后送往高压分解器，由内部热交换器中的蒸汽冷凝液进一步加热，将氨基甲酸铵分解成气氨和二氧化碳，然后将气体送 到高压吸收塔中。当大部分氨基甲酸铵在高压分解器中分离出来后，尿素溶液

20、在降压到035兆帕情况下被送入低压分解器，溶液进一步提纯到残余氨和二氧化碳含量分别为0 5和0 4。低压分解器分离出来的气体送到低压吸收塔，尿素溶液被送到闪蒸分离器进行最后阶段提 纯，通过真空闪蒸将残余的氨和二氧化碳进一步分离出来。在尿素溶液槽出口处的尿素溶液中含有大约70的尿素和大约 04的氨，此尿素溶液被尿液泵送到浓缩工序。3浓缩，造粒 尿素溶液首先送到真空浓缩器，浓缩至大约84尿素。尿素溶液在0. 02兆帕真空下，由低压蒸汽加热至132C，使出真空浓缩器的尿素浓度达95. 5%。经过浓缩的尿素溶液被送到最终浓缩器，由低压蒸汽加热至138C，在最终分离器，在 0.肋 3 兆帕真空下，溶液浓

21、缩至含尿素 99. 8，由熔融尿素泵送往造粒塔顶部。 通过造粒喷头向塔内喷洒造粒，落在塔底尿素经皮带送往仓库贮存或进行包装。4.回收来自低压分解器的塔顶气体被送到低压吸收塔。在高压吸收塔中形成的甲铵溶液，经甲铵 泵输送，其中一部分循环至 2 号甲铵冷凝器，另一部分经过合成工段的洗涤塔循环至1 号甲铵冷凝器。5.工艺冷凝液的处理 来自最终浓缩器表面冷凝器的冷凝液在工艺冷凝槽中收集后经吸收泵送入洗涤塔，用于洗涤来自高压吸收塔的放空气体。来自第一和第二表面冷凝器的工艺冷凝液在工艺冷凝液贮槽贮存，然后经工艺冷凝液泵送至工艺冷凝液气提塔，通过蒸汽气提从冷凝液中将氨和二氧化碳汽 提出来，塔顶气体送至低压分

22、解器进行回收。来自工艺冷凝气提塔中间段的气提冷凝液用泵送 到尿素水解器，在该水解器中尿素全部水解为氨和二氧化碳。来自尿素水解器的工艺冷凝液再 次送到工艺冷凝液气提塔下部，其中的氨和二氧化碳气提出来。处理后的工艺冷凝液中尿素和 氨含量均小于1 X 10 6，送出界区可用作锅炉给水。六、全循环改良法工艺 其特点是尿液先结晶，再熔融造粒以降低缩二服。其工艺流程简述如下：1 .尿素合成来自界外的液氨经高压液氨泵加压至 26 兆帕送人合成塔。来自界外的二氧化碳气经二氧化碳压缩机加压至 26 兆帕，送入合成塔。氨和二氧化碳在塔内反应，合成塔操作压力25兆帕，顶部温度200C，氨/二氧化碳为4，水二氧化碳为

23、 0 37，二氧化碳转化率为 71 7。2尿液的分解和结晶分离(1) 高压分解：从合成塔顶出来的反应物经减压阀减压至17 兆帕进入高压分解塔，由高压分解塔再沸器来提供攘俊 ?/span(2) 低压分解：高压分解塔底部出来的溶液经过液位调节阀减压至025 兆帕进入低压分解塔上部，在低压分解塔上部，利用显热使部分氨和二氧化碳气化，然后分两路同时进入换热器和 再沸器，再回到低压分解塔下部填料段，与上升的二氧化碳气逆流接触，进行气提，使甲铵进 一步分解成氨和二氧化碳。(3) 气体分离：从低压分解塔底部出来含有少量氨和二氧化碳的尿素溶液继续减压至003 兆帕，进入气体分离塔上部。利用显热进行氨和二氧化碳

24、分离。闪蒸后溢流到塔下部，；塔下部 设填料段和 U 型管加热器，尿液经填料与由尾气循环鼓风机送来的空气逆流接触进行气提，使 氨和二氧化碳分离，再经 U 型管力口热器将尿液加热，这时尿液浓度达74。(4) 尿液结晶：从气体分离塔底部出来的浓度为74尿素溶液，由尿液泵送到结晶器。结晶器上部采用真空结晶，经过上部真空蒸发，尿液浓度达到8286，在结晶器下部有结晶尿素形成/含结晶尿素的浓尿液，由料浆泵送至离心机分离，经离心机分离后出来的结晶尿素含水 24以下，缩二脲 0 1，缩二脲的下降是靠加入的缩二脲洗涤水将缩二脲洗人母液中。 从离心机出来伪母液收集在母液贮槽，由母液泵送出一部分进人低压吸收塔，并最

25、终返回合 成塔，其余大部分返回结晶器继续浓缩结晶。3干燥和造粒 从离心机出来的粉状尿素进入气流于燥器，经送风机及造粒塔顶的气流干燥器引风机抽 吸，将尿素经气流输送管送至塔顶，进入旋风分离器，将尿素分离下来，送入熔融器，将尿素 熔融后送至造粒塔喷头造粒。粒状尿素落至沸腾床冷却器，将尿素冷却后从沸腾床溢出经皮带 输送机将产品尿素输往仓库或进行包装。4回收 将各段分解塔分解出来的氨和二氧化碳分别回收，再返回合成塔。七、HEC尿素工艺HEC尿素工艺其特点是：(1) 设有两个尿素合成塔。第一塔为主合成塔，操作压力2224兆帕，温度195C，氨/二氧化碳=3. 6,水/二氧化碳=0,二氧化碳转化率为 75

26、%。第二塔为辅助合成塔亦称副塔，操 作压力16兆帕，温度190C，氨/二氧化碳=4. 5，水/二氧化碳=1 . 3, 二氧化碳转化率 61. 0%。两塔平均转化率达 71%较其他尿素工艺均高。(2) 中压、低压回收系统设备小。(3) 物料、动力消耗较少。采用该法对全循环法尿素装置进行技术改造可降低氨耗、汽耗,经 济效益较好。蒸发话系统与其他工艺大致相同,兹将高压部分及回收部分工艺流程介绍如下：来自界外二氧化碳经二氧化碳压缩机加压至 25 兆帕与高压液氨泵加压后的液氨混合后先 进入甲铵冷凝器,氨和二氧化碳反应生成热用来副产低压蒸汽,出甲铵冷凝器反应混合物进入 第一合成塔,从塔顶部出来进入高压分解

27、器上部分离器,高压分解器是用2. 45兆帕蒸汽加热 产生气提作用。从分离器上部出来溶液进入第二合成塔，从中压吸收塔回收甲铵液经高压甲铵 泵送入第二合成塔，从第二合成塔出来尿素溶液也送人高压分解器上部分离器，一塔、二塔的 尿素溶液在高压分解器底部出来进入中压分解器，从中压分解器出来进入低压分解器，从底压 分解器出来尿素溶液送往蒸发器，在真空下蒸发水分，尿素浓度达四，然后用熔融尿素泵送 往造粒塔造粒。从低压分离器上部分离器出来气体送人低压冷凝器，从低压冷凝器出来碳铵溶 液经气液分离器出来用低压碳铵泵送人中压吸收塔底部。从第二合成塔顶部出来气体送人中压分解器上部分离器，从上部分离器出来气体先经一段

28、蒸发器下加热器回收热量，然后送往中压吸收塔与塔上部喷淋下来液氨接触被吸收生成甲铵液 经高压甲铵泵送入第二合成塔。从中压吸收塔顶部出来气氨送入氨冷凝器，冷凝成 液氨流人液氨贮槽，循环使用。八、大颗粒尿素的制造大颗粒尿素肥效好，更适宜机械施肥，可与磷铵渗混制成混复肥，不但用作农作物施肥， 还可用飞机撒播对森林进行施肥。而且大颗粒尿素生产装置排放空气中含尿素粉尘少，小于 25毫克米 3（标） ，更有利环保。大颗粒尿素在世界尿素年总产量比例由20世纪 70 年代的36提高到目前的 20 5左右。生产大颗粒尿素有转鼓造粒和流化床造粒技术，我国现都采用了流化床造粒，兹将生产流 程介绍如下：采用流化床生产大

29、颗粒可省去二段蒸发器，从熔融尿素泵送来浓度为96尿液，温度128135C人尿液甲醛混合器。甲醛溶液贮槽内的溶液通过两台计量泵，一台送人尿液甲醛混 合器，另一台的甲醛溶液加水混合后送入造粒器至造粒器洗涤器的气相管内。出尿液甲醛混合 器的溶液进人造粒器的雾化喷嘴，在雾化空气的作用下被喷洒在悬浮在造粒器流化床上的尿素 粒子上。雾化空气由空气鼓风机提供，送人造粒器下部，通过多孔板人流化床层。出造粒器顶 部的气体含有尿素粉尘，在进入造粒器洗涤器以前喷人甲醛与水混合后的溶液，可促使气相中 的氨被吸收。在造粒器洗涤器内，气相中的尿素粉尘被上部喷洒的尿液吸收。增浓后的尿液从循环泵出 口抽出排入循环槽，同时从冷

30、却器洗涤器循环泵抽出部分稀尿液人造粒洗涤器作为补充水，洗 涤后气体通过抽风机排出，与冷却器洗涤器抽风机来的气体混合后，通过排气筒排气，气体含 尿素粉尘小于 25 毫克米 3（标） 。造粒器内的尿素粒子通过取出器取出，经安全筛入第一流化床冷却器，经安全筛分出的结 块尿素入循环槽。在槽内部溶解，尿液浓度约为 45，通过循环泵送回真空浓缩器进行浓 缩成 96尿素溶液。在第一流化床冷却器内，尿素粒子从95C降至60C，冷却用空气由第一冷却器流化风机提供。冷却器的尿素粒子经斗式提升机，给料器人振动筛。振动筛有两层筛网，上层不合格的 大尺寸粒子入破碎机料斗，经破碎机破碎后的粒子与下层来的不合格的小尺寸粒子

31、一起经溜管 人造粒器。从振动筛上下两层筛网之间来的合格粒子人最终冷却器。最终冷却器是为了在夏季气温高的地区仍能将产品粒子温度降到50C。最终冷却器流化空气在空气冷却器中用氨冷到 6 C,分离凝结水后，再将空气预热到 13C用风机送人最终冷却 器。出最终冷却器尿素产品可送往仓库或包装厂房进行包装。出第一流化床冷却器及最终冷却器的气体，被抽出送至冷却器洗涤器，在此用冷却器洗涤 器循环泵来的稀尿液进行洗涤，以回收气休中的尿素粉少。尿素主要生产技术进展一 CO2 气提工艺1. 主要技术特点： 流程简单：由于合成工段气提效率很高，减小了下游工序的复杂程度，是目前惟一工业化、 只有单一低压回收工序的尿素生

32、产工艺，操作方便、投资小、可靠性强、运转率高、维修费用 低；高压圈工艺优化组合：操作压力为 l3.6MPa、氨/碳比为1 : 2.95、合成温度180183C、冷 凝温度为167C、气提温度190C、气提效率为 80%上，这些参数都比较温和，采用 25-22-2 CrNiMo 材料即可达到材质耐腐蚀性的要求，设备制造和维修费用低； 电耗低：因为操作压力低，因而高压氨泵、高压甲铵泵的功耗也低。由于气提效率高且没有 中压回收工段，没有单独的液氨需循环回收，甲铵液的循环量也少，因而进一步降低了循环 氨、甲铵所必须的功耗； 采用池式冷凝器：池式冷凝器作为初级反应器使合成塔的体积减少了约50%尿素框架的

33、高度为76m左右； 安全系数高：在脱氢转化器中，通过钝化燃烧除去原料CO2中的H2、CO等可燃性气体，使高压和低压放空气均处于爆炸范围之外，工艺装置安全性高； 污染小：工艺冷凝液经水解解析后，不仅降低了氨损失，也消除了对环境的污染。2. 技术进展2000+TM超优工艺：其主要优点： 采用了新型高效的塔盘，新塔盘上设有气体分布系统的液体上升管，以使塔盘上气相和液相 混合均匀，可消除常规塔盘上存在沟流和返混的现象； 卧式池式冷凝器取代原立式池式冷凝器，并且具有浸没U型管束； 进一步降低了尿素主框架的高度：通过采用新型高效塔盘、卧式池式冷凝器、减少合成塔的容积和降低塔的高度、增设借液氨为动力的高压氨

34、喷射器等方法，主框架的高度由原76m降到38.5m； 增设CO2脱H2装置，使CO2气中H2体积分数由0.5%降到0.005%以下。大颗粒尿素流化床 工艺 ： 挪威海德鲁公司大颗粒尿素流化床造粒技术主要特点： 采用浓度为 95%96%的尿素液作原料，尿素液只需一段蒸发浓缩，简化了尿素系统流程； 由于省去了二段蒸发系统，节省了二段蒸发加热和抽真空所消耗的蒸汽，减少了工艺冷凝 液，相应也降低了水解负荷，同时也降低了冷却水用量； 造粒机采用空气雾化和流化相结合的造粒技术，效率高，生产能力大，成品质量好、强度 高； 操作简单，开车时间短，投料后1h内即可出产品；操作弹性大，负荷变化范围为30%110%

35、； 与其他机械造粒装置相比，返料比低，从而强化了设备能力并降低了造粒过程中的能耗； 采用添加剂使流化床生成的粉尘少，且含尘尾气采用湿式洗涤，吸收效率高，放空尾气中尿 素粉尘含量达到环保要求； 装置可靠性高，造粒机、粉尘洗涤器等因无磨损部件，寿命可达25年以上。二NH3气提工艺1. 主要技术特点 : 合成塔进料 NH3/CO2摩尔比为3.33.6 , C02转化率较高，减少了高压回路以后的循环回收 负荷； 由于合成系统 NH3/CO2摩尔比较高和设备选材恰当，大大减轻了设备的腐蚀问题，无需专门钝化高压系统没备，另外，即使事故停车，可以封塔几天而无需排放，封塔3 天再开车后尿素产品仍为白色； 中、

36、低压分解加压器均为降膜式，操作过程积液量少，即使停车排放，NH3和CO2的损失量也少； 由于采用了甲铵喷射泵，所有高压设备均可布置在地面上，无需高层框架，可节约投资，大 大加快建设进度； 由于有中压分解段，增加了操作的灵活性和弹性，可通过改变气提效率和高压甲铵冷凝器的 副产蒸汽量来调节整个装置的蒸汽平衡，使之在最佳的条件下操作； 工艺冷凝液经水解解析处理后，不但彻底消除了污染，减少了氨和尿素的损失，而且处理后 的冷凝液还可作为锅炉给水； 造粒改用转鼓造粒技术，克服了原来喷淋造粒尿素硬度小、粒柱小、易结块且从塔顶排放的 氨和尿素粉污染环境的缺点。2. 技术进展： 目前该工艺技术的最新进展为：增加

37、吸收塔来回收低压系统放空的氨，可降低尿素装置氨耗， 预计每年可回收氨 300500t ;气提塔换热管由衬锆双金属不锈钢材质代替钛材，这种材料可 有效地防止冲刷腐蚀； BD放空管线及放空烟筒由不锈钢材质代替碳钢材料；柱式高压氨泵以 脱盐水来代替密封油，每年节油20kL ;采用转鼓造粒技术，可增强成品的硬度，使颗粒增大，不易结块。三ACES工艺1. 主要技术特点： 合成塔的操作条件优化、气提塔内结构特殊设计以及分解、分离所需的热量不需外部供应， 能耗降低； 该法NH3/CO2摩尔比高达4.0，相应转化率也高达 68% 在腐蚀性强的部位采用双相不锈钢，减小腐蚀，装置可以连续运转； 采用获得专利的特殊气提塔，具