1 尿素合成转化率与节约蒸汽量
合成未反应物需要经过加热分解和吸收才能构成循环，加热分解则消耗蒸汽。若转化率提高，则未反应物量减少，相应地分解所耗蒸汽量下降。因此，合成转化率与节约蒸汽有直接因果关系。
图1是3种尿素工艺技术的转化率（ηCO2）与节约蒸汽的关联图。
线1是CO2汽提法尿素工艺的。合成塔操作条件：NH3/CO2（摩尔比）＝3；H2O/CO2（摩尔比）＝0.45；塔顶温度183℃；汽提塔用蒸汽压力为2.4 MPa。
线2系水溶液全循环法尿素工艺的。合成塔操作条件：NH3/CO2（摩尔比）＝3.8；H2O/CO2（摩尔比）＝0.8；塔顶温度188℃；中压分解用蒸汽压力为1.1MPa。
线3是NH3汽提法尿素工艺的。合成塔操作条件：NH3/CO2（摩尔比）＝3.3；H2O/CO2（摩尔比）＝0.66；塔顶温度188℃；汽提塔用蒸汽压力为2.4MPa。
用图1计算出的转化率与节能降耗关系见表1。
表1 转化率与节能降耗的关系
尿素工艺
转化率提高1个百分点吨尿素平均节约蒸汽量/kg
占蒸汽消耗定
额的比例/%
吨尿素节省费用/元
年节约费用/万元
100kt/a
200kt/a
300kt/a
400kt/a
500kt/a
CO2汽提
58
6.1（950）①
6.96②
69.6
139.2
208.8
278.4
348
水溶液全循环
50
3.8(1300）①
6②
60
120
180
240
300
NH3汽提
57
7.4（770）①
6.84②
68.4
136.8
205.2
273.6
342注：①吨尿素蒸汽消耗定额，kg；②蒸汽价格为120元/t。
图1 CO2转化率与节约蒸汽量
2 影响合成转化率的因素
众所周知，影响合成转化率的因素有：合成温度，进料氨碳比，进料水碳比，合成压力，进塔二氧化碳纯度，反应物料在合成塔内的停留时间（即反应时间）。
本文重点讨论反应物料在塔内的停留时间问题。
2.1 反应物料在塔内的真实停留时间
2.1.1 虚假停留时间
即用合成塔生产强度计算得到的停留时间。
例如某尿素合成塔的生产强度是10 t/（d·m3），通过物料衡算知道，要生产1 t尿素进塔的反应物料为3300 kg。反应物的密度为γ，则物料的停留时间tx为：
tx＝ （1）
由式（1）可见，tx与γ正相关。....
