欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:38697264
大小:456.50 KB
页数:55页
时间:2019-06-17
《《化工工艺学》PPT课件》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第七章尿素10/8/20211《化工工艺学》第七章尿素第七章尿素第一节:概述第二节:生产原理第三节:水溶液全循环法尿素工艺流程和设备第四节:气提法尿素生产工艺第五节:生产中的腐蚀爆炸与发展动态本章要点:尿素合成﹑分解﹑回收循环﹑蒸浓﹑造粒﹑气提原理水溶液全循环法﹑气提法工艺流程腐蚀﹑爆炸的产生与防止10/8/20212《化工工艺学》第七章尿素第一节:概述一﹒物理化学性质常压熔点132.6℃.易吸湿:硝铵>尿素>硫铵化学性质:1﹒微碱性.但不能使指示剂变色2﹒与盐生成络合物3﹒水解4﹒缩合2尿素→缩二脲+氨气5﹒与甲醛缩合生成脲醛塑料10/8/20213《化工工艺学》第七章尿素
2、二﹒用途1﹒肥料2﹒工业上用3﹒作动物饲料10/8/20214《化工工艺学》第七章尿素三﹒生产方法1﹒不循环法2﹒半循环法3﹒全循环法:①水溶液全循环法②CO2气提法③NH3气提法④变换气气提法⑤等压循环法H2ONH3CO2H2O合成分离浓缩造粒尿素成品图1尿素生产工艺框图回收10/8/20215《化工工艺学》第七章尿素第二节:生产原理一﹒尿素的合成二﹒合成反应液的分解与分解气的冷凝回收三﹒尿素溶液蒸浓四﹒尿素的结晶与造粒五﹒缩二脲的生成与防止六﹒气提法分解甲铵原理10/8/20216《化工工艺学》第七章尿素一﹒尿素的合成(一)反应机理(二)化学平衡(三)动力学(四)尿素合成
3、工艺条件选择10/8/20217《化工工艺学》第七章尿素(一)反应机理Ⅰ)甲铵的生成2NH3(l)+CO2(g)≒NH4COONH2(l)+119.2KJ/molⅡ)甲铵脱水生成尿素NH4COONH2(l)≒CO(NH2)2(l)+H2O(l)-15.5KJ/mol10/8/20218《化工工艺学》第七章尿素(二)化学平衡反应达到平衡时共有五个平衡存在:NH3(g)≒NH3(l)CO(g)≒CO2(l)H2O(g)≒H2O(l)2NH3(l)+CO2≒NH4COONH2(l)NH4COONH2(l)≒CO(NH2)2(l)+H2O(l)尿素平衡转化率X尿=(转化成尿素的CO2
4、的物质的量/原料CO2的物质的量)×100%10/8/20219《化工工艺学》第七章尿素(三)动力学从反应机理知,甲铵脱水(Ⅱ)是合成尿素总过程的控制步骤。通过控制反应温度和水碳比,可以减少甲铵脱水时间,从而使总反应速度提高。10/8/202110《化工工艺学》第七章尿素(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10/8/202111《化工工艺学》第七章尿素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。10/8/
5、202112《化工工艺学》第七章尿素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:3.5-4.5②CO2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。10/8/202113《化工工艺学》第七章尿素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
6、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=0.6-1.2b)二氧化碳气法L=4时,w=0.3-0.410/8/202114《化工工艺学》第七章尿素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
7、:P(13-14MPa)10/8/202115《化工工艺学》第七章尿素5﹒惰气含量、填充度●CO2中含有N2、H2、O2等,量多,使X平减小。要求:CO2>98.5%●液体占合成塔之高度即填充度。保持适当H,可保持X平一定。10/8/202116《化工工艺学》第七章尿素6﹒反应时间τ、生产强度Q★τ↑,使x转↑,Q↓;★τ↑,而x转↓,Q↑。工业上取Q:10-12t/dm3t:0.6-0.8h即可。10/8/202117《化工工艺学》第七章尿素二﹒合成反应液的分解与分解气的冷凝回收合成反应液除产品尿素
此文档下载收益归作者所有