(四)展素合咸工艺条件遽排 >1、温度 >2、氨碳比 >3、水碳比 >4、压力 >5、惰气含量、填充度 >6、反应时间、生产强度 11 《化工工艺学》第七章尿素 20212/21
11 《化工工艺学》第七章 尿素 2021/2/21 （四）尿素合成工艺条件选择 ➢1、温度 ➢2、氨碳比 ➢3、水碳比 ➢4、压力 ➢5、惰气含量、填充度 ➢6、反应时间、生产强度
1·温度 由左图可知: 0 当T↑,X平↑在 190一200℃时, 0.80 又T每升10℃,V反 增加一倍. 综合考虑上述因 0.75 L=3,W=0 素,T反常用185 200℃,即略高于 0.70 max o 170 l80 l90 t 尿素平衡转化率随温度的变化规律 《化工工艺学》第七章尿素 20212/21
12 《化工工艺学》第七章 尿素 2021/2/21 1﹒温度 由左图可知: ▪ 当Ｔ↑，X平↑ .在 １９０－２００℃时， 又Ｔ每升１０℃,Ｖ反 增加一倍. ▪ 综合考虑上述因 素，Ｔ反常用１８５- ２００℃，即略高于 Xmax
2.氢碳比 ☆研究表明: CO2过量对X转无影响;NH3过量可提高X转 氨碳比:①水落液全循环法:3.545 ②CO2气提法:28 ☆过量氨的作用:工业上氨过量50-150%。 a、促进二氧化碳转化,减小腐蚀 b、与水生成氨水,使水排除在反应之外, 从而使反应加快。 c、可抑制尿素缩合,甲铵水解等副反应, 从而使转化率提高; 13 d、控制自热平衡,维持最适宜反应温度。 艺学》第七章尿 2021/2/21
13 《化工工艺学》第七章 尿素 2021/2/21 2﹒氨碳比 ☆研究表明: CO2过量对X转无 影响；NH3 过量可提高X转. 氨碳比： ①水溶液全循环法：3.5 -4.5 ②CO2气提法：2.8 ☆过量氨的作用：[工业上氨过量50-150%。] ａ、促进二氧化碳转化，减小腐蚀； ｂ、 与水生成氨水，使水排除在反应之外， 从而使反应加快。 ｃ、 可抑制尿素缩合，甲铵水解等副反应， 从而使转化率提高； ｄ、控制自热平衡，维持最适宜反应温度
3.水碳比 1)水的来源 日①反应产生; 口②水溶液循环时二氧化碳氨气巡回合成塔带入 2)水碳比提高对反应不利 ①水增加,降低甲缺浓度; 米②水增加,对尿素水解有利,甲蛰脱水不利; ③水碳比提高,转化率降低,朱反应量增加,卿 更多水吸收,造成恶性循环。 故:a)水循环法 L=4时,W=0.6-12 b)二氧化碳气法L=4时,W=03-04 14 《化工工艺学》第七章尿素 20212/21
14 《化工工艺学》第七章 尿素 2021/2/21 ３﹒水碳比 ➢ 1）水的来源： ❑ ①反应产生； ❑ ② 水溶液循环时二氧化碳氨气返回合成塔带入 。 ➢2）水碳比提高对反应不利： ①水增加，降低甲铵浓度； ②水增加，对尿素水解有利，甲铵脱水不利； ③ 水碳比提高，转化率降低，未反应量增加，需 更多水吸收，造成恶性循环。 故：ａ）水循环法 L＝4时， ｗ＝0.6－1.2 ｂ）二氧化碳气法 L＝4 时，ｗ＝0.3－0.4
4.压力 ◆从反应式知,压力增加对反应有利!P↑ ◇有利a)T、V一定,x尿随压力增加而剧增。 b)高温下,甲铵易分解为cO2、NH3进入气相, 使x平下降,故:P操>P甲铵平衡 ◇不利当P增至一定程度,x平趋于定值 若P剧增,ⅹ平不增加或很少。但: a)因动力消耗增加,放成本增加; b)高压下,甲铵对设备腐蚀加剧 故:a)水法:P(18-20MPa) b)cO2法:P(13-14MPa) 15 《化工工艺学》第七章尿素 20212/21
15 《化工工艺学》第七章 尿素 2021/2/21 ４﹒压力 ◆ 从反应式知，压力增加对反应有利! P↑ ◇有利 ａ）Ｔ﹑Ｖ一定，ｘ尿随压力增加而剧增。 ｂ）高温下，甲铵易分解为CO2 、NH3 进入气相， 使ｘ平 下降，故：Ｐ操>Ｐ甲铵平衡。 ◇不利 当P增至一定程度，ｘ平趋于定值。 若P剧增，ｘ平不增加或很少。但： ａ）因动力消耗增加，故成本增加； ｂ） 高压下，甲铵对设备腐蚀加剧。 故：ａ）水法： Ｐ(18-20MPa) ｂ) CO2法：Ｐ(13-14MPa)