众所周知，尿素合成系统是整个尿素生产的龙头，合成效率的提高对整个装置效率的提高起着至关重要的作用，合成转化率的高低又是体现合成效率高低最主要的表现形式。据计算结果，合成转化率每提高1％，可以降低中压分解吸收负荷4％左右，吨尿可以降低一分塔蒸汽消耗30kg，合成循环量50kg，电耗7kW•h（600t/d），冷却水消耗3m3。所以提高合成转化率是提高尿素产量、降低尿素各项消耗最为重要的技术措施之一。我们通过对CO2转化率反应热力学的分析，能更深刻地认识到提高CO2转化率的重要性，以便发挥主观能动作用，指导生产。并提出进一步提高Xco2的新观点：提高CO2溶解速度是提高平衡达成率的控制步骤，据此设计的GC-IIB型高效塔盘，可将Xco2提高到70%左右。
1 合成效率的热力学分析
1.1 工业生产CO2转化率和平衡达成率
在工业生产中测得的是实际转化率，尿素合成塔的设计转化率以实际转化率为基础。
XCO2=（转化成尿素的CO2量/入口CO2总量）×100%
一般来说，工业生产的实际转化率（Xco2）低于该条件下的平衡转化率（X平），二者之间的关系可用平衡达成率表示。
平衡达成率=（实际转化率/平衡转化率）×100%
一般的平衡达成率为90%左右。
对于尿素生产来说，我们容易把注意力放在上述的实际转化率上，而对平衡达成率认知不足，更难以谈得上设法提高平衡达成率。
1.2 化学平衡常数
Frejacques(弗里扎克斯)最早用化学平衡原理对尿素合成反应进行热力学处理。
在高压釜中放入固态甲铵，在一定温度下将甲铵脱水生成尿素，达到化学平衡状态，再测定其转化率。并按下列反应式：
计算平衡常数K，再推广到其他不同NH3/CO2和H2O/CO2的情况。
其中，a——原料中NH3/CO2，摩尔比；
b——原料中H2O/CO2，摩尔比；
X平——尿素平衡转化率，转化为尿素的CO2分率。
F氏化学平衡常数，虽有热力学矛盾，但我们还是惯用其作为计算平衡转化率的方法之一。尤其是1971年美国Mavrovic（马罗维奇）修改了F氏平衡常数值，使得用平衡常数法计算的X平更贴近传统法的需要。例如，传统的水溶液全循环法合成条件为NH3/CO2（摩尔比）4.1，H2O/CO2（摩尔比）0.65，温度189℃，平衡转化率计算如下。
由 ，
可以化为：
将K（189℃内插值），a，b之值代入上式，解上述方程，可得
X平=70.87%。
实际测得转化率XCO2=64%
1.3 工业生产上的甲铵反应
前述的平衡常数测定，是基于甲铵为原料，即原料CO2全部转化生成甲铵情况下，求得的尿素转化率。而在工业生产中，是以气态（或称为超临界态）CO2加入到尿素合成塔底部。由....
