国外 尿素 主要生产技术进展概述
米多
目前，全球具有竞争力的尿素生产技术主要有：荷兰斯塔米卡邦公司的CO2气提工艺，意大利斯纳姆公司的
NH3气提工艺，日本东洋公司的ACES工艺， 意大利蒙特爱迪生公司的等压双气提工艺（简称IDR法）和美国UTI
公司的MEC热循环工艺。
一 CO2气提工艺
1.主要技术特点：
①流程简单：由于合成工段气提效率很高，减小了下游工序的复杂程度，是目前惟一工业化、只有单一低压回
收工序的尿素生产工艺，操作方便、投资小、可靠性强、运转率高、维修费用低；
② 高压圈工艺优化组合：操作压力为l3.6MPa、氨/碳比为1∶2.95、合成温度180～183℃ 、冷凝温度为167
℃、气提温度190℃、气提效率为80%以上，这些参数都比较温和，采用 25-22-2 CrNiMo材料即可达到材质耐腐
蚀性的要求，设备制造和维修费用低；
③电耗低：因为操作压力低，因而高压氨泵、高压甲铵泵的功耗也低。由于气提效率高且没有中压回收工段，
没有单独的液氨需循环回收，甲铵液的循环量也少，因而进一步降低了循环氨、甲铵所必须的功耗；
④采用池式冷凝器：池式冷凝器作为初级反应器使合成塔的体积减少了约50%、尿素框架的高度为76m左右；
⑤安全系数高：在脱氢转化器中，通过钝化燃烧除去原料CO2中的H2、CO等可燃性气体，使高压和低压放空
气均处于爆炸范围之外，工艺装置安全性高；
⑥污染小：工艺冷凝液经水解解析后，不仅降低了氨损失，也消除了对环境的污染。
2.技术进展
2000+TM 超优工艺
斯塔米卡邦公司为降低投资成本，进行技术改进，最有代表性的是尿素2000+TM 超优工艺，其主要优点：
①采用了新型高效的塔盘，新塔盘上设有气体分布系统的液体上升管，以使塔盘上气相和液相混合均匀，可消
除常规塔盘上存在沟流和返混的现象；
②卧式池式冷凝器取代原立式池式冷凝器，并且具有浸没U型管束；
③进一步降低了尿素主框架的高度：通过采用新型高效塔盘、卧式池式冷凝器、减少合成塔的容积和降低塔的
高度、增设借液氨为动力的高压氨喷射器等方法，主框架的高度由原76m降到38.5m；
④增设CO2脱H2装置，使CO2气中H2体积分数由0.5%降到0.005%以下。
大颗粒尿素流化床工艺
挪威海德鲁公司大颗粒尿素流化床造粒技术主要特点：
①采用浓度为95%～96%的尿素液作原料，尿素液只需一段蒸发浓缩，简化了尿素系统流程；
②由于省去了二段蒸发系统，节省了二段蒸发加热和抽真空所消耗的蒸汽，减少了工艺冷凝液，相应也降低了
水解负荷，同时也降低了冷却水用量；
③造粒机采用空气雾化和流化相结合的造粒技术，效率高，生产能力大，成品质量好、强度高；
④操作简单，开车时间短，投料后1h内即可出产品；操作弹性大，负荷变化范围为30%～110%；
⑤与其他机械造粒装置相比，返料比低，从而强化了设备能力并降低了造粒过程中的能耗；
⑥采用添加剂使流化床生成的粉尘少，且含尘尾气采用湿式洗涤，吸收效率高，放空尾气中尿素粉尘含量达到
环保要求；
⑦装置可靠性高，造粒机、粉尘洗涤器等因无磨损部件，寿命可达25年以上。
二 NH3气提工艺
1.主要技术特点:
①合成塔进料NH3/CO2摩尔比为3.3～3.6，CO2转化率较高，减少了高压回路以后的循环回收负荷；
②由于合成系统NH3/CO2摩尔比较高和设备选材恰当，大大减轻了设备的腐蚀问题，无需专门钝化高压系统没
备，另外，即使事故停车，可以封塔几天而无需排放，封塔3天再开车后尿素产品仍为白色；
③中、低压分解加压器均为降膜式，操作过程积液量少，即使停车排放，NH3和CO2的损失量也少；
④由于采用了甲铵喷射泵，所有高压设备均可布置在地面上，无需高层框架，可节约投资，大大加快建设进度；
⑤由于有中压分解段，增加了操作的灵活性和弹性，可通过改变气提效率和高压甲铵冷凝器的副产蒸汽量来调
节整个装置的蒸汽平衡，使之在最佳的条件下操作；
⑥工艺冷凝液经水解解析处理后，不但彻底消除了污染，减少了氨和尿素的损失，而且处理后的冷凝液还可作
为锅炉给水；
⑦造粒改用转鼓造粒技术，克服了原来喷淋造粒尿素硬度小、粒柱小、易结块且从塔顶排放的氨和尿素粉污染
环境的缺点。
2.技术进展
目前该工艺技术的最新进展为：增加吸收塔来回收低压系统放空的氨，可降低尿素装置氨耗，预计每年可回收
氨300～500t；气提塔换热管由衬锆双金属不锈钢材质代替钛材，这种材料可有效地防止冲刷腐蚀；BD放空管线及
放空烟筒由不锈钢材质代替碳钢材料；柱式高压氨泵以脱盐水来代替密封油，每年节油20kL；采用转鼓造粒技术，
可增强成品的硬度，使颗粒增大，不易结块。
三 ACES工艺
1.主要技术特点：
①合成塔的操作条件优化、气提塔内结构特殊设计以及分解、分离所需的热量不需外部供应，能耗降低；
②该法NH3/CO2摩尔比高达4.0，相应转化率也高达68%；
③在腐蚀性强的部位采用双相不锈钢，减小腐蚀，装置可以连续运转；
④采用获得专利的特殊气提塔，具有高效的CO2气提设施。
2.技术进展
ACES21工艺
为了降低投资费用，东洋工程公司对其现有的ACES尿素生产工艺进行了改进：
①高压容器呈平面分布，安装简便；
②整个工艺将氨基甲酸盐生成、热回收、尿素合成等过程全部整合到竖式埋入式氨基甲酸盐冷凝器中，使高压
容器的数量和热传递面积减少；
③降低反应器和气提塔的体积和质量，二者装配简化；
④在合成压力较低的条件下对不同的氨基甲酸盐冷凝器反应摩尔比和反应器反应摩尔比进行优化，降低了高压
容器和转动设备的构造设计压力并降低了能源消耗。
大颗粒尿素喷射流化床造粒工艺技术
日本东洋工程公司的大颗粒尿素喷射流化床造粒技术特点主要包括：
①工艺流程及设备比较简单：该工艺造粒机分流化成粒和冷却两部分，造粒喷嘴采用一般压力式喷嘴，结构简
单、单台能力大，粉尘洗涤塔与造粒机顶部相连接，简化流程和减少设备；
②造粒时间短、造粒效率高：该工艺流化床内返料晶种依次在串联的小室内被喷射尿液液滴包裹而长大，且流
化床层较薄，有利于粒子的形成；
③造粒机流化床床层高度较低：在50%～100%负荷范围内床层高仅400mm，流化床阻力小，流化空气的风机压
头低，耗电省；
④生产操作灵活方便：可调节返料比，其生产控制方案可靠，负荷变化时，调节喷嘴简单；
⑤采用95%左右的尿液作原料：可简化尿液加工工序，节省尿液浓缩的能耗；
⑥粉尘回收系统采取集中收尘和高效的湿式洗涤吸收，放空尾气中尿素粉尘含量小；
⑦设置添加剂MMU自备系统：MMU溶液由甲醛和尿液制备，过程简单，灵活方便，不需外购UF85，可克服甲醛
尿液混合不均匀而影响产品质量的弊端。
四 IDR工艺
①合成系统压力温度较高，NH3/CO2摩尔比也较高，CO2的转化率高达70%以上；②气提塔为2台，第1气提
塔以氨为气提剂，部分未转化为尿素的甲铵被分解，并以气相形式返回合成塔，第2气提塔以CO2为气提剂，使大
部分过剩氨蒸出；③高压甲铵冷凝器为卧式，具有列管与管段间不存在应力裂蚀腐蚀的优点，高压甲铵冷凝器为2
台，副产蒸汽压力较高，可提高各加压设备的传热温差，从而减少各加热设备的传热面积，节省投资；④为达到设
备的防腐，在管线上加入少量液体钝化剂，较好地解决了设备的防腐问题。
五 MEC热循环工艺
①采用特殊设计的“等温合成塔”，该塔装有一个贯穿合成塔且内部开口的原料盘管；②从全系统的热平衡出
发，将占总量40%的CO2直接加到中压吸收系统，然后与尿素溶液间接换热，使该溶液中所含的氨基甲酸铵分解，
并将尿素溶液浓缩到88%；③冷凝液的处理采用单一的水解气提塔，水解气提塔操作力为0.9MPa，最低操作温度
l80℃；④尿素产品中缩二脲含量低，提高了尿素质量；⑤造粒塔直径变小、高度降低，空气从塔底吹入，从塔顶
中心抽出，尿素造粒喷头安装在空气抽初和塔壁之间，这种“错流设计”使造粒塔内的冷却效率提高2倍以上；⑥
设备造价低，由于CO2转化率高，相应的合成塔设备和循环系统设备投资降低。