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第二章 尿素生产方法原理;*;一、化学平衡;*;*;*;计惰讫蔼柏饺液钓樊颧凄锯枫贼桔动悉蓝碎油浓领灰侮甲匣鉴宪碧丘倡纹尿素生产方法原理--尿素合成尿素生产方法原理--尿素合成;;*;*;*;*;*;*;*;相图的分类;相图的应用： 1.工业生产中就是利用盐类溶解度的变化规律，通过对其相图的分析来分离纯盐；制备盐类的水合盐；由单盐合成各种复盐，或将复盐分解为单盐。 2.指导生产流程的安排，如何选择生产工艺，制备合格产品应该蒸发多少水量或者添加多少水量;1. 相律;1. 相律;1.相律;实例;【例】滑冰鞋下面的冰刀与冰接触面的长度为7.62×10－2 m，4.45 ×10－2 m，60kg，求该压力下冰的熔点是多少? 已知：冰的摩尔熔化热为6.01 kJ.mol－1，Tf =273.2 K, 冰的密度为920 kg.m－3 水的密度为1000 kg.m－3。 ;水的相图分析; 2.水的相图; 三相点与冰点的区别;熏弟软恢阎前张墨陨戌巫茂塑审蛇氖剖邻矛迸宁??奔沙秸弯眨胃牲拯镀瞻尿素生产方法原理--尿素合成尿素生产方法原理--尿素合成;判断题： 对于水的单组分体系，在三相点温度以下，增加压力，可以使水蒸气液化。;踪咸南肆逆库雏壶旱曳载蜘郝淘抠赏拉漫矣盎死罢庇拧著稚厘呐蒜赴檄瞩尿素生产方法原理--尿素合成尿素生产方法原理--尿素合成; 吉林树挂 [ H2O (g) ? H2O (s) ];读图要点：;*;相图及其它用; 在温度tR 、压力P下，A点为纯NH3系统点，B点为纯CO2系统点，两点及沸腾环之间的物料均属超临界流体态。C点位于相图液相区，故而C混合物呈现液相性质；D点位于气相区，呈现气相性质。E点处于沸腾环内的气液混合区，E混合物并不是单相的，分别由气相V1和液相L1表示。;加热和冷却 超临界NH3-C02二元共沸物系的相变规律与常规的挥发性物系是相同的。在相同的合成压力下，加热或者冷却单相物系或气液混合物，同样会发生相状态的变化。;(1)加热溶液C(C点) 加热处于液相区的组成为c的熔融混合液，物系温度逐渐升高，到达t1温度的C1点时为物系沸点；继续升温时，物系进入气液混合区，当温度到达t2时，系统点C2分离成气相V2和液相L2。 (2)冷却气体D(D点) 同理，冷却处于气相状态的D点，物系在t3时到达冷凝点(即露点)，状态点为D1；继续降温，进入气液混合区，随后逐渐出现气液两相；当温度为t4时，系统点D2分离成液相L3和气相V3。 (3)气液混合物E(E点) 对于原为气液混合物的E点，当将其加热时会变成单一气态混合物E1，而当其冷却时会成为液态(或固态)混合物E2。;实际合成相图是由二元相图演变而来 超临界NH3-CO2二元共沸相图的形状结以及气液相平衡变化规律，是尿素合成实际相图NH3一CO2一H 2O三元系以及NH3一CO2一H 2O —NH2CONH2四元系相图的基础。;2、NH3一C02一H 20 三元相图结构 在NH3一C02二元系中加入高沸点难挥发组分H20后，即成为NH3一C02一H 20三元系，是尚未生成尿素的介稳态相图。随着H20的进入，二元物系的沸点会进一步升高，因而原来的二元相图形状会发生如下变化：沸腾环上移；相图的液相范围会进一步扩大；二元共沸点温度升高，共沸点组成的NH3／CO2略微升高。通常将NH3一C02一H 20三元系表示为NH3一C02(H2O／CO 2为定值)似二元系。;*;*;NH3一C02一H 20 —NH 2CONH2四元相图结构 在NH3一C02一H 20三元系中加人高沸点组分NH2CONH2或NH2CONH2和H20混合物后，即成为NH3一C02一H 20 —NH 2CONH2四元系。在尿素合成反应过程中系指三元系发生合成反应而成的过渡态相图和稳态相图(平衡态)。 随着H20和NH2CONH2的生成，三元物系的沸点进一步升高，原三元相图形状会发生如下变化：沸腾环扩大上移；液相范围更为扩大；共沸温度升高，其组成向NH3 ／ C02高的方向飘移。通常将NH3一C02一H 20 —NH 2CONH2四元系表示为NH3 - C02(H 20 ／ NH 2CONH2为定值， H 20 ／ C02 为定值)似二元系。 ;*;EA：纯NH3在Ur+H2O混合物中的溶解度 随着CO2的加入，其溶解度增加，一直到 最大溶解度，即顶脊点。若继续增加CO2 含量，溶解度又下降。