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摘要：在科学技术水平快速提升的背景下，尿素生产技术在不断更新。在生产尿素的过程中，氨萃取法、二氧化碳气体萃取法比较先进，是现代化社会发展中的常用生产系统。但是，在生产方式专利情况的影响下，二氧化碳气提工艺的应用更加广泛，这项生产工艺的应用具有节能降耗的效果，技术人员必须予以重视。主要针对二氧化碳气提工艺生产尿素的节能降耗进行了分析，实现节能降耗的预期目标。
关键词：二氧化碳；生产尿素；节能降耗
一、简述尿素生产工艺
1.1尿素的化学方程式
从化学的角度分析，尿素是由碳、氮、氧、氢四种元素组成的有机化合物。从生物的角度分析，尿素是蛋白质的代谢产物。尿素因为其特殊性，被广泛地应用于生产与生活当中。尿素在生活中可以做植物的肥料，中国是一个人口大国，需要消耗大量的粮食。尿素能让粮食的产量增长，以此满足大量人口的需要，这使尿素在生产生活中占有重要位置，尿素在生产资料中可以做煤化工生产原料。尿素的合成一般分为两个步骤，第一步是液态氨和二氧化碳生成尿素甲氨，第二步是尿素甲胺脱水形成尿素和水。从实验的可操作性方面来讲，第一步的实验显然对于实验条件要求较低，可行性的指数也比较高，第二步对实验条件的要求较高，铵晶体只有在液相条件下才能脱水形成水和尿素，并且铵只有在一定的温度与压强下才能保持液态。因此，为了合成尿素，第二步反应必须在高温高压的条件下进行。
1.2尿素反应过程
尿素分解二氧化碳和合成氨之后，吸收到硝酸氨溶液当中转化为水循环。水溶液循环法非常的节约化学原料，在尿素合成工艺当中，水溶液循环法虽然被应用在尿素的生产工艺当中，但是这个方法却存在许多不足，其中最大的问题就是原料的利用率较低。氨解法是一种不同于水循环法的全新的尿素生产工艺，氨解法较之于水循环法更加节能，能量的利用率也较高，氨回收的更彻底，降低了氨、氮排放量，进一步的降低尿素合成法对环境的污染。
二、运用二氧化碳汽提法进行尿素生产的几种新工艺
2.1升温钝化采用纯蒸汽升温钝化法
在升温钝化生产工艺中，一根长达0.8MPa的蒸汽升温管线被设置于合成塔大降液管处，借助于该降液管溢流口蒸汽有机会进入合成塔，当中有一部分的蒸汽按照上升方向转入就高压洗涤口中，而另外一部分蒸汽则按照相反方向进入高压冷凝器，最终两者在气提塔中汇合完成钝化工序。
2.2低压开车工艺
低压开车工艺在具体操作过程中有着简单、便捷等特点，且便于压力控制工作的有效开展，能够最大限度的降低超压现象的发生几率；整体开车时间较少，在低压开车工艺运用过程中，从高压开车系统升压到稳定这一环节，所需时间大约为4h，而在低压开车工艺运用背景下，2.5h内便可完成生产出料。与此同时，低压开车工艺具备基本的节能降耗功能，受开车时间影响，可有效缩短生产设备的运作市场，通常情况下，两台二氧化碳压缩机便可完成对电能的有效节省，并且低压开车的方式在投料以及出料这整个生产过程之中只需要将放空阀进行放空，这样就能够省掉高压开车过程中所运用的管道以及放空调节阀，并有效节省因为大量放空而导致的生产原材料消耗，从而进一步减少生产过程中的噪音以及生产废气对于环境的污染。
2.3低温的高压调温水控制工艺
一般情况下，高压调温水系统中所采用控制工艺为低温控制方法，该方法除了能够有效回收合成塔尾气中的氨气，且能够在某种程度上节省企业在生产设备方面的大量投资。此外，脱氢系统自身脱氢效果极为良好，可促使系统中二氧化碳氢气含量严格控制在50x10-5这一标准范围内，在此背景下，可将传统工艺中高调水温度由135℃降至85℃，进而从根本上实现水加温过程中对能源的过度损耗。
三、现阶段二氧化碳汽提法进行尿素生产过程中存在的问题及解决对策
一方面，腐蚀问题。当尿素处于高温高压环境时，自身腐蚀性随之提升，在一定程度上容易影响正常生产工作的开展。温度较高时，设备在甲氨影响下形成以电化学和水解游离炭酸形成的各种腐蚀现象。此外，当设备因此.通常情况下，在尿素生产过程中引起设备腐蚀的介质有着以下几种：
①甲氨：对于大多数金属而言，甲氨腐蚀性能较为强烈，金属被腐蚀程度随甲氨浓度的变化而变化。
②氨：氨对氨酸和氰酸铵的生成有着良好的抑制作用，溶液酸性难以达成中和，该情况导致液体在生产过程中PH值长期处于较高状态，而在尿素生产过程中融入二氧化碳气提工艺，液氨碳比在合成塔中的指标达到2.89~3.0范围内，或多或少会对设备产生一定的腐蚀，特别是设备处于高负荷生产运行时，氨对低压分解系统所造成的腐蚀性逐步加深。
③水：从水分子构成来看，内含氯离子和溶解氧两种成分尽管是不锈钢材质的高压设备，仍旧无法彻底摆脱水中所含有的溶解氧造成的氧腐蚀以及氯离子应力腐蚀。
另一方面，泄露问题。在尿素生产过程中融入二氧化碳气提工艺，前提需达到四台高压设备的要求。但从实际生产工艺来看，尚存在技术行以及操作性问题，例如，操作人员专业技能的匮乏等，不仅容易引起温度和压力的迅速上升，且容易导致高压设备封头处发生严重泄漏现象。与此同时，在实际生产尿素过程中，在非合理参数设置和介质腐蚀等双重因素的影响之下，泄漏现象产生几率迅速上升，而针对此类问题，常见解决措施主要包括以下几种：
①定期检修整个运行系统，随着温度的不断上升，及时对各高压设备封头以及法兰进行热紧；
②在相关生产工艺实际开展时，应顺应相关工艺操作要求及标准，视情况采取相应的降温及升压速率的调节工作，并且员工在相关生产工艺实际操作过程中，还应尽可能避免对阀门开关的用力过度；
③以相关保温防护手段，加强对设备以及管线的维护与保养。
四、二氧化碳气提法工艺中的部分节能措施
市场上可知的CO2（二氧化碳）气提法生产CH4N2O（尿素）工艺的部分节能措施有三个方面：首先对于高压钾铵泵与高压液氨泵的变频调速，即通过电机装置对其频率进行合理的调控，使之再合理生产于节能上达成一个稳定的平衡；再一定程度上来说极大的降低了吨位级别尿素的用电消耗问题[1]。其次是工艺本身就存在一定的科学性即使用14MPa的合成压力对CH4N2O（尿素）实施生产，相较以往的水溶液循环尿素工艺提供了更大的压强，进一步减轻了高压钾铵（K+、NH4+）泵和二氧化碳（CO2）压缩机的耗能。最后是通过对于CO2的二次利用，即通过常压与低压两台吸收塔的有效配置使得生产过程中的CO2得到充分的利用，利用低压和常压的配合作用使得二氧化碳（CO2）得到充分的沉降，从而保证生产过程中资源的最大化利用。
结束语
在CO2（二氧化碳）气提法生产CH4N2O（尿素）工艺中，需要完成对于工艺技术中全过程的管理和控制，将流程、设施、技术等多方面进行合理的调控。重点是提升反应的转化率、注重对于温度、压强的控制预防整体NH?（氨）的不利分解从而致使其他反应的进行，导致原材料的进一步消耗。
参考文献：
[1]王付生.CO2汽提法尿素装置高压设备入塔检测前的工艺处理[J].中氮肥，2020（02）：37-40.
[2]张鹏伟.CO2汽提法尿素的工艺技术及提高CO2转化率的措施[J].化工设计通讯，2020，46（02）：5+8.
[3]周庆振.二氧化碳汽提法尿素工艺中的节能措施[J].化工设计通讯，2019，45（05）：4+43.