二氧化碳为原料制备尿素技术进展

论文摘要

将二氧化碳进行化学利用是减少大气中二氧化碳浓度的有效方法,在众多将二氧化碳转化为有机物的研究中,目前实现产业化的只有二氧化碳基生物降解塑料和尿素。尿素的工业化生产主要有氰氨化钙法和CO2法,其中氰氨化钙法没有实现大规模工业化应用,目前世界上广泛采用氨和二氧化碳直接制备尿素法。以二氧化碳为原料制备尿素工艺又可分为水溶液全循环法、二氧化碳汽提法和氨汽提法。三种工艺各有优缺点,总体来看,水溶液全循环法成本较高;二氧化碳汽提法与前者相比,设备减少,流程简化,能耗降低;二氧化碳汽提法与氨汽提法相比,汽提压力降低,汽提效率提高,因此该工艺仅需低压分解而无需中压分解,对于新建尿素装置来说,二氧化碳汽提工艺投资较少,因此近年来新建尿素装置及大型尿素装置改造大都采用该工艺。目前对尿素制备反应的认识始终围绕着与甲铵相关的两个反应——生成甲铵的反应及甲铵脱水生成尿素的反应而展开。尽管工业上以二氧化碳和氨制备尿素有三种不同的工艺,但工艺条件均为高温高压,主要原因是没有找到合适的催化剂,因而研究者们一直在致力于常温常压条件下制备尿素的研究,不断在新型催化反应、光催化反应和电还原反应等方面进行探索。

论文目录

• 1 前言
• 2 尿素的发现及其应用
• 3 尿素的工业化生产
•   3.1 氰氨化钙法
•   3.2 CO2法
• 4 二氧化碳为原料制备尿素工艺
•   4.1 水溶液全循环法
•   4.2 二氧化碳汽提法
•   4.3 氨汽提法
• 5 CO2法制备尿素反应机理
•   5.1 甲铵生成反应———反应 （5）
•   5.2 甲铵脱水反应———反应 （6）
•   5.3 化学平衡常数
•   5.4 反应时间
•   5.5 影响尿素转化率的因素
•     5.5.1 温度
•     5.5.2 氨碳比
•     5.5.3 水碳比
•     5.5.4 气体纯度
•     5.5.5 停留时间
•   5.6 催化剂
• 6 新型尿素制备工艺研究
•   6.1 电催化
•   6.2 均相催化
•   6.3 多相催化
•   6.4 其他方法
• 7 展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 史建公,刘志坚,刘春生

关键词: 二氧化碳,尿素,二氧化碳汽提法,甲铵脱水,高温高压

来源: 中外能源 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑,农业科技

专业: 有机化工,农业基础科学

单位: 中国石化催化剂有限公司工程技术研究院,中国石化催化剂有限公司,《中外能源》杂志社

分类号: TQ441.41

页码: 68-79

总页数: 12

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