无机物工艺3---尿素

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.1,概述,3.2,尿素的合成,3.3,未反应物的分离与回收,3.4,尿素溶液的蒸发与造粒,3.5,尿素的三废处理,3.6,合成尿素生产综述,第三章 尿素生产工艺,纯净的尿素为无色、无味、无臭的针状或棱柱状的结晶体,常压熔点,132.6.,超过熔点,则分解,一、物理化学性质,1.,物理性质,化学名称：碳酰二胺,CO(NH,2,),2,分子量,60.06,，含氮量,46.6%,易吸湿：硝铵尿素硫铵,包装贮运注意防潮,尿素的性质,2.,化学性质,（,1,）微碱性，可与酸作用生成盐，但不能使指示剂变色,（,2,）水解作用,在,60,以下，尿素在酸性、碱性或中性溶液中不发生水解作用。随,T,水解速度,CO(NH,2,),2,+HNO,3,CO(NH,2,),2,HNO,3,CO(NH,2,),2,+H,2,ONH,4,COONH,2,氨基甲酸铵,NH,4,COONH,2,+H,2,O(NH,4,),2,CO,3,(NH,4,),2,CO,3,NH,3,+CO,2,+H,2,O,尿素晶体,NaCL,晶体,(3),尿素的缩合反应（在高温下进行）,（,4,）与甲醛的缩合反应,尿素与甲醛作用生成尿甲醛缩合物，可作为脲醛塑料的原料，也是一种很好的缓效肥料。,NH,2,CONHCONHCONH,2,(HCNO),3,+NH,3,三聚氰酸,6Ur=,三聚氰胺,+6NH,3,+3CO,2,2,CO(NH,2,),2,NH,2,CONHCONH,2,+NH,3,缩二脲,NH,2,CONHCONH,2,+CO(NH,2,),2,NH,2,CONHCONHCONH,2,+NH,3,缩三脲,LD50,：是指能杀死一半实验总体的有害物质、有毒物质或游离辐射的剂量，是描述有毒物质或辐射的毒性的常用指标。,As,2,O,3,LD50 10mg/kg,（大鼠经口）,二、尿素的用途,肥料,工业,原料,饲料,含氮量比较高的中性速效肥料，长期使用,不会使土壤板结，分解释放的,NH,3,和,CO,2,能,被作物吸收增进磷、钾、镁及钙的有效性。,有机合成中，尿素可用来制取高聚合物合成,材料，如塑料、漆料、还可用于医药中生产,利尿剂、镇静剂，也用于石油纺织等行业,牛、羊等反刍动物的辅助饲料。,在这些动物的胃内尿素与发酵的碳水化合物作,用，铵态氮直接转化为蛋白质，因而增产肉、奶。,二,尿素的用途,7,尿素施于土壤,铵的碳酸盐,水分,NH,3,和,CO,2,水解,微生物,NH,3,在细菌的作用下硝化为硝酸盐而被作物吸收,CO,2,也可被作物吸收，促进光合作用。在土壤中不留下无用物，也不会酸化土壤。,二,尿素的用途,项目,指标,总氮含量（,%,）,缩二脲含量（,%,）,水分（,%,）,粒度（,0.85-2.8mm,（,%,）,GB2440-91,46.3,50000,分离因素,Fr,是指物料在离心力场中所受的离心力，与物料在重力场中所受到的重力之比值。,（,2,）真空结晶法,两种方法的比较：,常压法：设备少，流程简单，但是能量回收利用差，结晶热未得,到利用。,真空法：设备多，流程复杂，但是能量回收利用好，一般系统能,实现自热。,两种方法得到的结晶尿素通常呈粉末或细晶，容易结块，不便于施用。,2,、结晶方法：,（,1,）常压结晶法,二、尿素的造粒,造粒塔造粒和造粒机造粒,1,、喷淋造粒塔造粒,方法：,将温度约,140,的尿素质量分数为,99.7%,的高浓度（尿素,融体）送往几十米的高空，通过喷头的小孔喷洒出来，形成细小的,液滴自高空滴落，在下降过程中，与自下而上的空气逆流直接接触，,被冷却且少量水分继续蒸发，融体得到凝固，落到地面时温度约为,6070,，粒度为,12mm,，而且均匀。,造粒塔：,圆筒形混凝土结构，内部有防腐涂层，塔径,1820m,，,生产能力,1700t/d,，高度,3550m,，塔顶装固定喷头或旋转喷头，确,保尿素喷洒均匀。在塔底设置硫化床可降低塔高。,造粒,原理：,自然风从造粒塔的底端吹入，尿素液从顶端落下，冷却成粒。,塔高：,86,米,80,万吨尿素造粒塔，塔径,24,米,2,、造粒机造粒：机械造粒,盘式、转鼓和流化造粒,流化床造粒过程,优点：,生产能力大，操作简单，生产费用低。,缺点：,（,1,）塔顶排出的气体携带有尿素粉尘和氨气，由于排风量大，,氨含量又低，尿素粉尘十分纤细，因此很难处理，会造成对环境的,积累性污染。,（,2,）尿素颗粒粒度小于,2.5mm,，强度不高，不便于长途散装运输,优点：,用甲醛做添加剂；粒,度大,24mm,，并且可调节；产品,水分含量和缩二脲低于造粒塔；,抗压强度高，是造粒塔的,56,倍；,不易吸潮、结块，便于散装运输；,空气用量小，环境污染小。,缺点：,造粒机单机生产能力,较小,400t/d,，造价较高。,3.5,尿素生产过程三废处理,尿素生产的三废主要指：,含有氨、二氧化碳和尿素的废液；分,解循环系统连续放空的工艺排放气；造粒工序的含有尿素粉层的排,放空气。,一、废液的处理,废液：主要指蒸发过程得到的冷凝液，也叫工艺冷凝液。,1,吨,尿素将副产冷凝水,0.3,吨，此外分离回收系统的补充水以及真空蒸发,系统的蒸汽喷射器驱动蒸汽的冷凝水，设备仪表管线的冲洗水等，,共排水约,0.5,吨。内含有氨,36%,、二氧化碳,13%,和尿素,0.52%,。,处理方法：解吸,水解法或气提,水解法，将工艺冷凝液,中的氨和二氧化碳用气提方法除去，然后进入水解器，使尿素水解,氨和二氧化碳，水解后的液体再用水蒸气气提，释放出其中残余氨、,和二氧化碳之后，尿素和氨含量低于,5,g/kg,可直接排放于环境也,可回收作为工厂循环水的补充水和锅炉给水，而氨和二氧化碳则经,处理循环回尿素合成塔。,二、废气的处理,废气：造粒塔的排放气。采用湿式设备和填料塔，用工艺,冷凝液洗涤或电除尘器等，采用造粒机代替造粒塔。,三、尾气的防爆,1,、装设雷电防护措施，设置静电消除器，尾气放空管防止回火。,2,、采用惰性气体稀释：氮气、二氧化碳、水蒸气 。,3,、高压设备上采用防爆措施，将容器气相空间分为两部分，,用隔板分开，减少相互影响。,4,、减少防腐用的空气量。,5,、预先将原料二氧化碳中的氢脱除。,3.6,尿素生产综述,知识目标,了解：典型尿素生产方法的优缺点；尿素生产工艺的改进,方向。,能力目标,具有分析选择工艺条件的初步能力；,2.,具有安全生产的意识；,3.,具有节能减排、降低能耗的意识。,61,一、典型尿素生产方法的简评,1.,水溶液全循环法,能量利用率低,一段甲铵泵腐蚀严重；,流程过于复杂。,62,2.,二氧化碳气提法,二氧化碳气提法中的高压部分，不仅可以节省设备和动力，而且操作稳定、可靠。,由于采用二氧化碳气提，操作压力较低，因此节省了压缩机和泵的动力消耗，同时也降低了压缩机、合成塔的耐压要求。,在合成塔出口处尿素熔融液中尿素含量高于其他方法。,63,二、尿素生产技术的改进,改进方向：一方面，对于应用广泛的工艺，其专利商针对自己工艺的,缺点继续进行改进；另一方面，尿素生产工艺的改进主要围绕如何提,高二氧化碳的转化率，减少循环量，降低能量和原料消耗即提高产品,质量来进行。,提高二氧化碳转化率；,采用氨气提或双气提法；,降低能量消耗；,尿素造粒技术的改进。,64,Thank you,