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尿素工艺基础知识简介

目录

一、装置概况

二、生产方法及反应机理

三、工艺流程

四、产品介绍

一、装置概况

化肥厂尿素装置是上个世纪七十年代从荷兰STAMICARBON公司引进的

CO气提法工艺技术，1976年建成投产，设计日产1620吨，2005年装置引进

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并联中压技术，进行50%扩能改造，生产能力扩容至日产2300吨，改造后的装

置于2005年11月4日一次投料开车成功，尿素装置主要以合成氨车间输送来的

NH和CO为原料，反应生成尿素。

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2020年6月，根据工作需要，液氨装车栈桥移交尿素车间管理。液氨装车栈

桥始建于2009年9月，2018年装车栈桥进行扩容改造，改造后分为A、B两套自

动装车系统。液氨装车栈桥由液氨及氨水装车、氨气吸收两部分组成，负责大

庆石化公司液氨和氨水的出厂工作。

液氨A/B线装车能力均为54吨/小时；氨气吸收为三级吸收系统，最大吸收

能力为1200Kg/h；氨水最大装车能力为40吨/小时。

二、生产方法及反应机理

1、尿素生产的反应机理

尿素生产的化学反应主要分为两步，第一步液态NH和CO气生成氨基甲

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酸铵，第二步氨基甲酸铵脱水生成尿素反应。原料氨和二氧化碳经过两个主反

应后生成产品尿素。

2NH(气)+CO(气)⇄NHCOONH(液)+119.2千焦/摩尔（1-1）

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式（1-1）也称为甲铵的生成反应，是强放热、体积缩小的可逆反应。在

一定的工艺条件下，如能及时地移走反应热，甲铵的生成反应可以在瞬间达到

平衡。

NHCOONH(液)⇄CO(NH)2(液)+HO(液)-15.5千焦/摩尔（1-2）

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式（1-2）也称为尿素生成反应，必须在液相下才能进行，是一个吸热的可

逆反应。该反应进行得很缓慢，需要很长时间才能达到平衡。主要在合成塔内

完成，实际生产中并不是所有的甲铵都能转化为尿素，而是只有一部分，转化

率大约为57-58%。

二、生产方法及反应机理

2、尿素生产的其他反应

水解反应：尿素水解过程，首先生成甲胺，又转变为碳酸盐，然后再分解成NH3

和CO，吸热反应，温度越高，水解率随之增大，因此水解塔采用3.8MPa蒸汽进

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行加热，水解率高低直接影响水解水的电导。

脱氢反应：主要在脱氢反应器（R-101）进行，在催化剂（活性氧化铝载贵金属

铂、钯）作用下将CO中的杂质H燃烧掉。

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缩合反应：尿素在高温下会发生缩合反应，两个分子的尿素缩合生成缩二脲，温

度越高，氨分压越低、停留时间越长，生成量越大，在实际生产中，缩二脲的生产

是常见的，如何最大程度的降低产品缩二脲含量也是低负荷下产品质量控制的关键。

尿素工艺副反应汇总表

反应名称反应物反应方程式生成物反应部位反应性质

尿素水解反应尿素和水NHCONH+HO=2NH+CO氨和二氧化碳水解系统水解塔吸热反应

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脱氢反应氧气和氢气2H+O=2HO水脱氢反应器强放热反应

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尿素缩合反应尿素2CO(NH)=NHCONHCONH+NH缩二脲和氨蒸发系统加热器吸热反