一、装置简介
(一)装置发展及类型
在合成氨工艺技术实现工业化后，1922年，世界上第一座以C02和NH3为原料，生产尿素的工业装置建成。在尿素生产工艺发展初期，由于用C02和NH3合成尿素，转化率不高，而腐蚀又严重。因此，尿素生产工艺技术的研究一直致力于如何提高转化率；如何回收未转化的C02、NH3；以及采用何种防腐蚀材料和防腐技术。当尿素生产技术停留在不循环法(未转化的C02、NH3回收制造其他氮肥)、半循环法(未转化的C02、NH3部分回收进入尿素合成系统)时发展比较缓慢。1953年，荷兰斯太米卡本公司发现了往尿素合成塔加氧，氧化钝化防腐蚀技术。进入20世纪50年代，世界上水溶液全循环法尿素生产技术实现了工业化。从此，尿素生产技术得到了快速发展。进人60年代，在全循环法工艺技术不断改进提高的同时，氨汽提法、二氧化碳汽提法尿素生产装置也相继投产，使得尿素生产工艺技术得到了进一步提高。
我国于1958年，建成了采用高效半循环法生产尿素的第一个试验装置。并于1965年，建成了两套工业生产装置。1966年，我国采用溶液全循环法生产尿素的工艺技术研究成功，随后相继建成了水溶液全循环法尿素生产装置。为了满足农业对化肥的需要。70年代，我国引进了13套大型尿素生产装置。其中，11套采用荷兰斯太米卡本公司的二氧化碳汽提法尿素生产技术(生产能力1620t／d的有8套装置，生产能力1740t／d的有3套装置)；两套采用日本三井东压公司的全循环改良C法尿素生产技术，生产能力为1600t／d。两种方法中，后者尿素合成操作温度、压力均较高，转化率高，对设备材料防腐蚀要求也高。未转化的C0，、NH3，前者大部分在高压系统汽提回收，后者全部减压回收。两种工艺技术部分指标，见表7—18。
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进入80年代以后，尿素工艺技术朝着提高转化率、提高热回收率和降低能耗方向发展，出现了多种工艺技术。如采用汽提法和溶液循环法相结合的ACES法；采用氨汽提与二氧化碳汽提相结合的等压双气提IDR法；采用等温合成塔及蒸汽一空气双汽提工艺的热循环UTI法；以及采用两个合成塔工艺技术的双塔高效综合法(HEC法)等。
本文下面重点介绍二氧化碳汽提法尿素生产装置。
(二)装置单元组成与工艺流程
1．组成单元
尿素装置由原料氨和二氧化碳的压缩、输送(简称压缩)、合成与汽提、循环与吸收、蒸发与造粒以及氨水系统五个单元组成。各单元作用介绍如下：
(1)压缩
原料液氨经泵加压，并预热后，送人合成系统。原料二氧化碳加入部分防腐蚀用的空气后，经压缩机加压，送人合成系统。
(2)合成与汽提
C02和NH3在高温、高压下转化生成尿素，大部分未转化的C02、NH3经汽提后，回到合成塔。汽提后的尿素溶液送人循环系统。
(3)循环与吸收
汽提后的尿素溶液进行减压、加热、精馏，精馏后的尿素溶液送往蒸发系统。解析出来的C02、NH3通过冷凝、吸收、加压，送回合成系统。高压洗涤器出口的C02、NH3也经中压吸收后，送回合成系统。
