提高尿素合成CO2转化率的研究
作者/来源:王文善(中国氮肥工业协会,北京 100011) 日期: 2004-10-16 点击率:1507
尿素生产的控制指标有多个。每个控制指标都有其相应的作用,并对尿素的产量、质量和消耗有直接的影响。因此,都应该严格控制。以往尿素生产技术开发的重点,主要集中在提高循环系统的效率上。在这方面的文献报导也比较多,而对尿素合成塔效率问题的研究则比较晚,而且文献报导相对也较少。现在人们已经意识到,在这些控制指标中,尿素合成塔CO2转化率显得更为重要。在设备一定的情况下,CO2转化率对尿素的产量影响很大。对蒸汽的消耗和电耗的影响也很大。其实尿素合成的CO2转化率是一个经济性很强的指标,应该引起高度重视。可以用一个极端的例子来说明。假定尿素合成塔的CO2转化率是100%,即在尿素合成塔中,CO2一次全部转化成尿素,则中压循环系统只起到分离和回收过剩氨的作用。因此,流程可大大简化,设备可以大大减少。汽耗和电耗也将大幅度降低。当然,CO2转化率不可能是100%,但从上面的分析可以看出,在设备一定的条件下,CO2转化率越高,尿素产量就越高,汽耗和电耗就越少。如果是设计新装置,CO2转化率的提高会使设备尺寸减小;设备一定的情况下,CO2转化率的提高可使尿素产量增加,未反应物的循环回收量减少,汽耗、电耗降低。由此可以看出,CO2转化率是直接影响经济效益的重要指标。所以,如何提高尿素合成塔的CO2转化率,引起很多从事尿素技术工作的专家重视、并围绕这一问题进行了许多技术研究与开发。现将有关CO2转化率的概念和影响因素,以及与之相关的技术开发情况介绍如下。
1 尿素合成反应的平衡
尿素合成反应的平衡,主要是作为判断尿素合成反应效率的标准。对判断生产运行的好坏有用。可以用来指导操作,提高运行效率。对尿素合成反应的平衡,这里主要讨论两个方面,即平衡转化率和平衡压力,它们是确定尿素合成工艺条件的主要依据。
氨和....