2.2.2　酸法磷肥

图2.3　不同氨碳比和水碳比时的二氧化碳转化率（实测数据)

（2)组成的影响

实验证明,CO2过量对转化率的影响极微,而氨过量却能提高合成转化率。氨碳比增加,平衡转化率提高。氨碳比对平衡转化率的影响如图2.3所示。在水溶液全循环法尿素生产中,氨碳比一般选4.0左右。而在用CO2气提法生产尿素的流程中,因合成系统操作压力较低,氨碳比取2.9～3.0。

按照平衡移动原理,初始反应物中的水会降低平衡转化率。一般来说,水碳比每增加0.1,CO2的转化率约下降1%。工业生产中总是力求使水碳比降低到最低限度以提高转化率。在水溶液全循环法流程中,水碳比一般为0.60～0.80;在CO2气提法流程中,气提分解气在高压下冷凝,返回合成系统的水量较少,合成反应水碳比较低,一般为0.5～0.6。水碳比对平衡转化率的影响如图2.3所示。

从合成氨来的CO2原料气中通常含少量的N2,H2等气体,这些被称为惰性气体。惰性气体可降低反应体系中氨和二氧化碳的分压,在给定操作压力下,会降低反应温度,导致CO2转化率下降。此外,H2还可能使尾气发生燃烧爆炸,影响生产安全。在工业生产中,原料CO2气的摩尔分数要求大于98%,H2越少越好。

（3)压力的影响

对于液相反应来说,压力对平衡转化率的影响很小。但尿素合成反应中存在气液相平衡,故实际生产中压力对平衡转化率也有影响,且操作压力不能小于平衡压力。在多组分体系相平衡中,平衡压力不仅与温度有关,还与体系的组成有关。组成一定时,温度升高平衡压力增大,如图2.4所示。