尿素習題及答案

1、習題一、填空題（每空1分）1、尿素學名 ，分子式 。純凈的尿素為 、 、 的 或 狀晶體。2、尿素在蒸發(fā)過程中，所發(fā)生的主要副反應有： 和 。3、尿素的用途有 、 、 。4、1828年佛勒在實驗室首先用 和 合成了尿素。5、尿素生產的原料，對原料液氨的要求，其質量分數(shù)為，氨 ，水 ，油 ，對原料二氧化碳氣的要求為：二氧化碳 （體積分數(shù)，干基），H2S 。6、液氨和二氧化碳合成尿素，在液相中是分兩步進行的，一步是 ，第二步是 ，其中 是控制步驟。7、尿素在水中可緩慢水解，最初轉化為 ，然后形成 ，最后分解為 和 。8、以氨和二氧化碳為原料合成尿素的生產過程中，經反應后，最終產物分為 兩相，氣相中

2、含有 、 、 及 ；液相中主要含有 、 、 及 。9、尿素的平衡轉化率隨溫度提高而先 ，后 ，存在 。10、影響尿素合成的主要因素有 、 、 、 等。11、尿素合成過程中，氨碳比必須 。12、尿素合成過程中，尿素的轉化率隨壓力增加而 。13、尿素合成工業(yè)生產過程中，其操作壓力一定要高于物系的 。14、尿素合成中，對于未反應物的分離與回收的總體要求是 ； 。15、工業(yè)上采用的分離與回收方法主要有 及 。16、采用兩段減壓加熱分離時，第一步稱為： ，其壓力為 ；第二步稱為： ，其壓力為 。17、經分析，要防止尿素水解、縮合等反應，蒸發(fā)過程應在盡可能 下進行，并應在 的時間內完成。二、判斷題（每題2

3、分）1、液氨和二氧化碳合成尿素的反應是一個不可逆過程。（ ）2、液氨和二氧化碳合成尿素的反應是一步進行的。（ ）3、尿素較易吸濕，其吸濕性次于硝酸銨。（ ）4、純凈的尿素為白色針狀晶體。（ ）5、尿素水解的最終產物為水和二氧化碳。（ ）6、尿素在強酸溶液中呈弱堿性。（ ）7、尿素在任何水溶液中均呈堿性。（ ）8、以氨和二氧化碳為原料合成尿素的生產過程中，經反應后，最終產物只有一相。（ ）9、尿素的平衡轉化率隨溫度的升高而不斷增大。（ ）10、尿素合成過程中，溫度應選擇在最高平衡轉化率時的溫度。（ ）11、尿素合成過程中，氨碳比必須大于2。（ ）12、尿素合成過程中，氨碳比可以是任意值。（ ）1

4、3、在工業(yè)生產過程中，可以通過提高水碳比來加快反應速率。（ ）14、在尿素合成的工業(yè)生產過程中，操作壓力一定要高于物系的平衡壓力。（ ）15、氣提過程是一個單純的物理操作過程。（ ）三、名詞解釋（每題2分）1、尿素轉化率2、氨碳比3、氨過量率4、水碳比5、甲銨分解率6、總氨蒸出率7、氣提四、簡答題（每題5分）1、試述尿素合成機理。哪一步為控制步驟？2、影響尿素合成反應有哪些因素？3、加快甲銨脫水速率有哪些方法？4、二氧化碳氣提法的原理是什么？5、尿素加工過程有哪些副反應？如何防止？6、常見的尿素結晶或造粒方法有哪些？7、二氧化碳氣提法的主要特點有哪些？8、水溶液全循環(huán)法主要存在什么缺點？9、目

5、前尿素生產工藝的改進主要從哪幾個方面來進行？五、論述題（每題10分）1、簡述全水溶液循環(huán)法生產尿素的主要過程。畫出全循環(huán)法合成尿素的工藝流程示意圖。2、在尿素生產中，為何選擇NH3/CO2和氨預溫度調節(jié)尿素合成塔的溫度？3、尿素溶液蒸發(fā)過程為什么不在一個壓力段下進行，常分為兩段？習題答案一、填空題1、碳酰二胺 CO(NH2)2 無色 無臭 無味 針狀 棱柱狀 2、水解 縮合3、用作肥料 用作工業(yè)原料 用作飼料4、氨 氰酸5、99.5% 0.5% 10mg/Kg 98.5% 15mg/m36、甲銨的生成 甲銨脫水 甲銨脫水7、氨基甲酸銨 碳酸銨 氨 二氧化碳8、氣液 NH3 CO2 H2O 惰性

6、氣體 甲銨 尿素 水 均勻熔融液9、增大 減小 最高平衡轉化率10、溫度 原料配比 壓力 反應時間11、大于212、增大13、平衡壓力14、使未轉化的物料完全回收并盡量減少水分含量 盡可能避免有害的副反應15、加壓加熱法 氣提法16、中壓分解 1.7MPa 低壓分解 0.3MPa17、低的溫度 很短二、判斷題1、× 2、× 3、 4、× 5、× 6、 7、× 8、× 9、×10、× 11、 12、× 13、× 14、 15、×三、名詞解釋1、尿素轉化率：2、氨碳比：是指原始反應物料中氨

7、和二氧化碳你的摩爾比。3、氨過量率：是指原料中氨量超過化學反應式的理論量的摩爾百分數(shù)。4、水碳比：是指合成塔進料中水和二氧化碳的摩爾比。5、甲銨分解率：已分解成氣體的二氧化碳量與合成熔融液中未轉化成尿素的二氧化碳量之比稱為甲銨分解率。6、總氨蒸出率：從液相中蒸出氨的量與合成反應熔融液中未轉化成尿素的氨量之比稱為總氨蒸出率。7、氣提：就是利用一種氣體通入尿素合成出口溶液中，降低氣相中氨或二氧化碳的分壓，從而促使液相中甲銨分解和過剩氨量的解吸。四、簡答題1、答：尿素合成分兩步進行，首先液氨和二氧化碳反應生成甲銨： 然后液態(tài)甲銨脫水生成尿素，稱為甲銨脫水反應：甲銨脫水為控制步驟。2、答：影響尿素合成

8、的主要因素有：溫度、原料配比、壓力、反應時間。3、答：加快甲銨脫水速率的方法有：提高溫度；采用過量氨；適當提高水碳比。4、答：氣提過程中甲銨分解反應為：，CO2氣提法是在保持合成塔等壓的條件下，在供熱的同時采用降低氣相中NH3或CO2一組分分壓的辦法來分解甲銨。CO2氣提不僅能逐出溶液中NH3而且還能逐出溶液中CO2。5、答：尿素溶液加工過程中主要狐妖的副反應有：尿素的水解和尿素的縮合反應。 要防止尿素的水解及縮合，蒸發(fā)過程應在盡可能低的溫度下進行，并應在較短時間內完成。6、答：蒸發(fā)造粒法，結晶造粒法，母液結晶法7、答：主要特點：用原料CO2氣提，省去了中壓分解回收系統(tǒng)，簡化了流程；高壓冷凝器

9、冷凝溫度高，熱能利用好；返回合成塔水量少，有利于轉化；高壓液體可自流至合成塔，節(jié)省動力；合成塔操作壓力較低，節(jié)省動力；氨碳比較低影響轉化率，高架設備維修不便。8、答：能量利用率低 一段甲銨泵腐蝕嚴重； 流程過于復雜。9、答：提高二氧化碳轉化率；采用氨氣提或雙氣提法；降低能量消耗；尿素造粒技術的改進。五、論述題1、答：全循環(huán)法的生產過程： 氨和二氧化碳原料的供應及凈化；氨和二氧化碳合成尿素；未反應物的分離與回收；尿素溶液的加工。工藝流程示意圖：凈化液氨二氧化碳蒸發(fā)未反應物的分解氨和二氧化碳的回收合成預熱壓縮加壓結晶和造粒尿素2、答：分析：對于氨過量的體系，加入物料的NH3/ CO2增高，則平衡物

10、料的沸點溫度降低，即塔底溫度降低，同時生成的甲銨胺液相量減少。此時，因進塔氨量增加，過量氨從合成塔內移走的熱量也將增加，所以盡管生成甲銨的反應熱上移，但是最終出塔反應液溫度還是下降，即合成塔溫度也要下降；當系統(tǒng)負荷及進料組分不變，提高氨預熱溫度，從熱量平衡的角度分析，輸入熱量增加，合成塔內溫度上升。從反應角度分析，隨氨預熱溫度的提高，塔底溫度升高，塔底甲銨生成較少，而生成甲銨的反應上移，增加了中上部放出的反應熱，所以塔底溫度上升沒有塔頂溫度上升明顯。因此在實際生產中一般選擇NH3/CO2和氨預溫度調節(jié)尿素合成塔的溫度。3、答： 從理論上講，合成塔出口的溶液，減壓后壓力越低，加熱溫度越高，甲銨分解和游離氨和二氧化碳的解吸越徹底，但是由于副反應和腐蝕等因素的影響，過高的分解溫度是不可行的。為了使甲銨分解和有利氨及二氧化碳的解吸更徹底，最終必須使分解過程在較低的壓力下進行，。然而，如果合成反應液的分解過程始終在較低壓力下進行，在技術經濟上是不利的。因為在回