二氧化碳氣提工藝生產尿素的節能降耗芻議
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摘 要：本文從目前市面上流傳的尿素生產工藝入手，論述了如何實現節能尿素生產工藝。目前影響尿素實現節能生產工藝的原因主要在尿素合成塔中的生產過程當中，從尿素合成塔生產過程分析，主要有三個方面的原因，分別是氮轉化率、氧化速率和環形物料平衡和恢復系統以及尿素合成的速率。本文主要從這三方面入手，分析了如何在尿素合成工藝過程當中提高氮轉化率，減少二氧化碳等原料的排放，盡可能使二氧化碳、氨成為尿素高壓甲胺反應的原料。除此之外，鈣的含量、分解溫度，循環水、氨、碳酸氫銨等原料的用量以及反應所需的壓強、溫度等也是尿素生產工藝中需要注意的。本文主要論述了尿素生產工藝，以及在尿素生產過程中生產工藝所需要的條件，從這兩方面入手，對如何在尿素生產過程中實現節能提出了一些小小的建議。
關鍵詞：二氧化碳;生產尿素;節能降耗
氨萃取法和二氧化碳氣體萃取法以及水溶液循環法是最常見的尿素生產方法。在這三種尿素生產工藝當中，氨萃取法和二氧化碳氣體萃取法相較于水溶液循環法是較為先進的兩種工藝。在這兩種生產工藝中又由于專利問題，使的二氧化碳氣體萃取法在尿素生產過程中運用的比較廣泛。二氧化碳氣體萃取法首先是將二氧化碳氣體推入壓縮機，然后再將其推入高壓甲銨冷凝器冷凝。這時高壓氨泵氨噴射器也進入了高壓甲銨冷凝器，與二氧化碳發生了反應，形成了甲銨液體、二氧化碳和銨。此時生產尿脫水合成尿素合成塔尿，這些化學原料在經過一系列的化學反應之后，通過塔底輸送帶進行成品包裝，然后就會成為我們所見的尿素。
1 簡述尿素生產工藝
1.1 尿素的化學方程式
從化學的角度分析，尿素是由碳、氮、氧、氫四種元素組成的有機化合物。從生物的角度分析，尿素是蛋白質的代謝產物。尿素因為其特殊性，被廣泛地應用于生產與生活當中。尿素在生活中可以做植物的肥料，中國是一個人口大國，需要消耗大量的糧食。尿素能讓糧食的產量增長，以此滿足大量人口的需要，這使尿素在生產生活中占有重要位置，尿素在生產資料中可以做煤化工生產原料。尿素的合成一般分為兩個步驟，第一步是液態氨和二氧化碳生成尿素甲氨，第二步是尿素甲胺脫水形成尿素和水。從實驗的可操作性方面來講，第一步的實驗顯然對于實驗條件要求較低，可行性的指數也比較高，第二步對實驗條件的要求較高，銨晶體只有在液相條件下才能脫水形成水和尿素，并且銨只有在一定的溫度與壓強下才能保持液態。因此，為了合成尿素，第二步反應必須在高溫高壓的條件下進行。
1.2 尿素反應過程
尿素分解二氧化碳和合成氨之后，吸收到硝酸氨溶液當中轉化為水循環。水溶液循環法非常的節約化學原料，在尿素合成工藝當中，水溶液循環法雖然被應用在尿素的生產工藝當中，但是這個方法卻存在許多不足，其中最大的問題就是原料的利用率較低。氨解法是一種不同于水循環法的全新的尿素生產工藝，氨解法較之于水循環法更加節能，能量的利用率也較高，氨回收的更徹底，降低了氨、氮排放量，進一步的降低尿素合成法對環境的污染。
2 尿素生產工藝的條件
2.1 硬件需求
尿素生產工藝中，對硬件的需求應當以經濟合理為原則。隨著計算機技術的發展，尿素生產工藝中，對控制系統的需求越來越多。為了使控制系統的準確性更高，相關人員在系統配置和參數選擇時應該盡量降低圖片使用量，這樣可以減少操作人員的數量，減少公司人力物力的支出，提高尿素的產率。
2.2 軟件需求
生產工藝中對軟件的需求取決于工藝工程師的需求，所以安裝各種連鎖系統時應該與工藝工程師及具體的操作人員進行多方面溝通，然后對連鎖裝置進行全面嚴格的調試，或者可以在確保安全的情況下，盡量減少連鎖裝置的設置。連鎖裝置越多的情況下，操作失誤的可能性也越大，控制電路的選擇應盡可能的準確，溫度、壓力等的配置也應該結合實際的生產條件進行設置，以免造成不必要的誤差，在尿素生產中出現經濟上的損失。
2.3 系統運行問題
系統運行之后可能會出現一些問題，如系統檢測到的合成塔與汽提塔的實際塔壁厚度與系統信號檢測到的塔壁厚度不一致。出現這種情況后，尿素工藝工程師可以與原材料水平儀廠商進行協商，找出問題的原因，再協商解決問題。另一方面就是合成塔與汽提塔的高壓噴油閥調節精度不符合尿素工藝的要求，遇到這種問題后可以將自力式調節閥換成智能定位器。
3 結束語
從上文分析來看，要實現尿素工藝的節能，就要從提高反應的轉化率、減少原料排放、提高能量的轉化率這幾個方面入手。反應過程中產生的二氧化碳、尿素銨都能被循環利用。此外，尿素工藝中要控制氨基甲酸酯的分解度不能過高，如果氨基甲酸酯的分解度過高，會導致尿素的收縮越來越多，使產品的質量下降。在通風室，如果氨的消耗量增加，那么在回收時水的含量會增多，會大大的降低生產材料的轉換率。因此，為了提高尿素生產工藝當中的生產力，就要提高反應物的轉化率，盡可能的減少反應過程中原料的排放。
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