尿素课程设计---尿素的合成工艺.doc

课程设计 题 目 学 院 专 业 学 生 学 号 指导教师 二〇一一年月日学院 化学化工学院 专业 化学工程与工艺 学生 学号 设计题目 尿素的合成工艺 一、设计的内容二、设计的要求、文献查询方向及范围 学校的清华同方数据库ScienceDirect、ACS(美国化学学会)数据库查询尿素合成工艺等中文文献[5] YANG Shuijing,YU Xieqing,SUN Jutang,Catalytic synthesus of cyclohexanone 1,2-propanediol ketal with H4SiO40/Pan[J].RARE METALS,2004,23(4):300～305. 1 前言 - 1 - 1.1 尿素-发现 - 1 - 1.2 尿素-简介 - 1 - 1.3 尿素-物化性质 - 1 - 1.4尿素-生产 - 2 - 1.5 尿素-用途 - 2 - 2.三种尿素合成工艺的特点 - 3 - 2.1尿素的基本性质 - 3 - 2.2尿素合成的基本原理 - 3 - 2.3 水溶液全循环法 - 3 - 2.4二氧化碳汽提法 - 4 - 2.5氨汽提法 - 5 - 3.几种尿素合成工艺的比较 - 6 - 3.1转化率和氨碳比 - 6 - 3.2工艺布置 - 6 - 3.3能耗 - 6 - 3.4加氧量 - 6 - 3.5设备及材料的腐蚀 - 6 - 3.6燃爆可能性 - 7 - 3.7操作弹性 - 7 - 4.关于改进后的尿素合成方法 - 7 - 4.1东洋工程公司工艺 - 7 - 4.1.1合成 - 7 - 4.1.2净化 - 8 - 4.1.3浓缩，造粒 - 8 - 4.1.4回收 - 8 - 4.1.5工艺冷凝液的处理 - 8 - 4.2卡萨利尿素工艺 - 9 - 4.3尿素合成工艺流程图 - 10 - 结论 - 11 - 参考文献 - 12 - 1 前言 1.1 尿素-发现 1773年，伊莱尔·罗埃尔（Hilaire Rouelle）1828年，弗里德里希·维勒首次使用无机物质氰酸钾与硫酸铵人工合成了尿素。本来他打算合成氰酸铵，却得到了尿素。从此，活力论的错误证明了，有机化学实际上开辟了。活力论认为无机物与有机物有根本性差异，无机物所以无法变成有机物。哺乳动物、两栖动物和一些鱼的尿中含有尿素；鸟和爬行动物排放的是尿酸，因为其氮代谢过程使用的水量比较少。 1.2 尿素-简介 别名：碳酰二胺、碳酰胺、脲 分子式：CO(NH2)2，因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素。尿素含氮(N)46％ 尿素在人的蛋白质分解最终产物中占有相当大的比例。尿素外观为白色晶体或粉末。是动物蛋白质代谢后的产物，通常用作植物的氮肥。尿素是哺乳类动物排出体内含氮代谢物的形式。。尿素也是很重要的肥料。 1.3 尿素-物化性质 分子式：CO(NH2)2，分子量60.06 ，无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒无臭无味。密度1．335g/cm3132．7℃160℃分解，产生氨气同时变为氰酸。尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解生成氨和二氧化碳。对热不稳定，加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而三聚成六元环化合物三聚氰酸。 尿素易溶于水，在20℃时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。尿素产品有两种。结晶尿素呈白色针状或棱柱状晶形，吸湿性强。粒状尿素为粒径1～2毫米的半透明粒子，外观光洁，吸湿性有明显改善。 尿素是生理中性肥料，在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响。但在造粒中温度过高会产生少量缩二脲，又称双缩脲，对作物有抑制作用。尿素在转化前是分子态的，不能被土壤吸附，应防止随水流失；转化后形成的氨也易挥发，所以尿素也要深施覆土。 尿素是人工合成的第一个有机物，广泛存在于自然界中，如新鲜人粪中含尿素0.4％40％20世纪初。20世纪50年代以后，由于尿素含氮量高(45％～46％)20世纪60年代开始建立中型尿素厂。1986～1992900万吨以上。目前占氮肥总产量的40％ 2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+N2O 1.4尿素-生产 商业尿素是通过氨与二氧化碳的反应生产的，成品尿素可以为药片状、颗粒状、片状、晶体或者溶液。90%以上的生产的尿素被用作肥料。 商用尿素的原料是氨与二氧化碳。后者在以焦炭或烃（如天然气和石油）为原料生产氨的过程中，会大量产生。尿素因此直接从这些原料中就产生了。尿素