氣提法

含義

氣提法是一種典型的分解甲銨的方法。

二氧化碳氣提法尿素生產流程

所謂氣提是在加熱的同時，用一種氣體通過含有甲銨的溶液，從而降低與溶液平衡氣相中的NH3或（和）CO2的分壓（或濃度），促使甲銨分解。因此用於氣提的氣體可以是NH3和CO2中任何一種，也可以是任何惰性氣體（對NH3和CO2氣體而言）。氣提氣如果是氨，稱氨氣提法；用CO2作為氣提氣，則稱CO2氣提法；在我國成功研製的聯尿法工藝中，採用合成氨裝置中的變換氣作為氣提介質，這是惰性氣氣提的一個例證。
根據化學平衡原理，在溫度為t1℃時，甲銨離解反應（如式2-18~2-20）表示）的平衡常數可用NH3和CO2的分壓表示：
（2-24）
式中：P—總壓，即甲銨液離解壓力
YNH3、YCO2—分別為NH3與CO2的氣相濃度（摩爾百分率）
在溫度仍為t1℃下，純甲銨離解時，甲銨的離解總壓力為PS，則NH3的分壓為，CO2的分壓為。此時甲銨離解反應平衡常數KP2可表示為：
（2—25）
由於溫度相同，平衡常數相等，即KP1=KP2，因此
簡化後
（2-26）
由式2-26可知，當用純CO2氣提，氣相CO2濃度YCO2趨於1時，氨濃度YNH3幾乎為零，P為無窮大，即甲銨的離解壓力近於無限大，這說明在實際生產中所用的操作溫度、操作壓力下都能使甲銨完全分解，這就是CO2氣提法分解甲銨的理論基礎。如改用純氨進行氣提時，氣相中CO2濃度YCO2幾乎為零，因此甲銨也可以在任何實際操作壓力下完全分解，這是氨氣提法分解甲銨的理論基礎。在改用其它惰性氣體氣提時，氣相中的氨和CO2的濃度YNH3與YCO2同時趨近於零，同樣會取得分解甲銨的效果。
因此從理論上講，在任何壓力和溫度範圍內，用氣提方法都可以將溶液中的甲銨分解。
在CO2氣提法流程中，氣提過程是在高壓熱交換器（即氣提塔）中進行的。由合成塔出來的尿素熔融物與原料CO2氣體在氣提塔管內逆流接觸。為了供給甲銨分解與氣化時所需熱量，在殼側用蒸汽加熱。由於氣提塔底部進入的CO2氣體不含NH3，即NH3/CO2比為零，遠遠低於與合成塔尿液呈平衡的氣相中的NH3/CO2比，所以根據平衡移動原理，在加熱和氣提的雙重作用下，能促使尿液中甲銨分解，並使NH3從液相中逸出。隨著氣體在管內上升，氣相中的NH3/CO2比不斷增加，但仍低於入氣提塔尿液呈平衡的氣相NH3/CO2。
在氣提過程中，隨著液相中NH3濃度的減少，CO2溶解度也就要隨之減少，換句話說，用CO2氣體氣提，不僅能逐出溶液中的NH3，而且還能逐出溶液中的CO2。