粗液氨和凈化後的CO2氣體經壓縮後進入尿素合成塔，合成反應液中未反應的氨和CO2經壹次減壓分解，除氨後的尾氣送至氨加工車間生成銨鹽。未反應的物料不返回合成系統，故稱為非循環法。如果未反應的物料在減壓下分解，冷凝後部分返回合成系統，則稱為部分循環法。這種方法成本高，技術落後，早就被淘汰了。
Ⅱ.全溶液循環法
尿素合成反應後，未轉化的反應物氨和CO2通過多級減壓和加熱分解從尿素溶液中分離出來，然後全部返回合成系統，提高原料氨和CO2的利用率。這種方法稱為全流通法。根據未反應的氨和CO2回收方法的不同，可分為溶液全循環法、氣體分離法(選擇性吸附)、漿液循環法和熱氣循環法。
①氣體分離法(即選擇性吸收法)。該方法以尿素-硝酸水溶液為吸收劑，選擇性吸收分解氣體中的氨。吸收液再生後，氨被回收，經壓縮冷凝後返回合成塔。或者通過減壓加熱分解的氨、CO2和水蒸汽的混合物被MEA溶液吸收，剩余的氨被冷凝並返回合成塔。
②水溶液全循環法。尿素合成後，未反應的氨和CO2被分解分離，用水吸收到氨基甲酸銨溶液中，然後循環到合成系統，稱為水溶液全循環法。自20世紀60年代以來，迅速推廣，在尿素生產中占據很大優勢，目前仍在不斷改進。典型的例子有荷蘭Stamikaben的水溶液全循環法，美國Kemi分公司的水溶液全循環法，日本三井東東的改進C法和D法。
水溶液全循環三個過程的工藝條件見表6-13。
表1
水溶液全循環的工藝條件
方法
壓力//MPa
溫度/℃
NH3/CO2
H2O/二氧化碳
匯率
斯塔米卡本方法
蒙特·愛迪生方法
三井東壓的修正c法
19.62~21.58
19.62
22.56~24.53
185~188
195~200
190~200
4.0
3.5
4.0
0.60
0.55
0.37
62%
63%
72%
三。氣體汽提
水溶液全循環法不消耗昂貴的溶劑，節省投資，得到了廣泛應用，為尿素工業的發展做出了積極貢獻。但水溶液全循環法存在很多問題，如能量利用不充分，反應熱被大量循環液體冷卻，利用不充分；壹級甲銨泵腐蝕嚴重，制造、操作和維護都很麻煩。為了回收痕量CO2和氨，該過程變得過於復雜。汽提是在水溶液全循環改造的基礎上發展起來的壹種新方法。
所謂汽提法，就是用CO2、氨氣、變換氣或其他惰性氣體等汽提劑，在壹定壓力下加熱，促進未轉化為尿素的氨基甲酸銨分解和液氨氣化。汽提分解的效率受壓力、溫度、液氣比和停留時間的影響。溫度過高會加速氨的水解和縮二脲的增加，而壓力過低會降低分解產物的冷凝吸收率。剝離時間越短越好。可以防止水解和縮合反應。所以汽提是基於兩段合成的原理，即液氨和氣體CO2在高壓冷凝器中反應生成甲銨，而甲銨的脫水反應在尿素合成塔中進行。實際上，為了維持尿素合成塔的反應溫度，壹部分甲銨留在合成塔內，而不是全部在高壓冷凝器內完成。汽提塔中的反應如下
這是壹個吸熱和體積增加的可逆反應。只要有足夠的熱量，並能降低反應產物中任何組分的分壓，甲銨的分解反應總能向右進行。氣體汽提是基於這壹原理。當通入CO2氣體時，CO2的分壓為1，而氨的分壓趨於0，導致反應持續進行。類似地，氨提取具有相同的結果。
氣提工藝是目前尿素合成生產中的壹項重要技術改進。與水溶液全循環法相比，具有流程簡化、能耗低、生產成本降低、單系列規模大、運行平衡安全、運行周期長等優點。氣體汽提主要包括斯塔米卡本CO2汽提、SNAM氨汽提、IDR(等壓雙汽提)法和ACES法。
圖6-12是荷蘭Stamikaben的CO2汽提工藝示意圖。這種方法在1964中研究成功，並在70年代初得到廣泛應用。現已成為工廠數量最多的生產工藝，單系列可達1756 ~ 2100 t/d .
尿素合成的原料氣CO2加壓後(其壓力與合成塔相同)，首先進入CO2汽提塔，大部分未轉化為尿素的氨基甲酸銨被分解，隨CO2逸出。汽提分解所需熱量由2.45MPa蒸汽提供，CO2汽提塔出口流入高壓甲銨冷凝器。流入該冷凝器的物料有加壓的原料液氨和高壓洗滌後的氨基甲酸銨溶液，該液體通過高壓液氨噴射器在高壓氨基甲酸銨冷凝器中冷凝，CO2被吸收用於氨基甲酸銨反應。吸收過程和反應過程中釋放的熱量產生0.294MPa的低壓蒸汽，大部分生產氨基甲酸銨的反應在高壓冷凝器中進行，部分生產氨基甲酸銨的反應在尿素合成塔中進行。為了維持尿素合成塔中甲胺脫水所需的熱量，可以通過控制高壓冷凝器的冷凝量來控制尿素合成塔的操作溫度。從尿素合成塔底部流出的反應混合物進入CO2汽提塔，從CO2汽提塔底部流出的反應混合物減壓至0.2533MPa後進入低壓分解器，在此進壹步加熱分解並逸出殘留的甲胺和氨。閃蒸後，塔底尿素溶液被送至兩級真空蒸發。濃縮至99.7%(質量分數)的熔融尿素，最後送入造粒塔制成顆粒狀產品。從分解塔頂出來的混合氣體在低壓下被冷凝吸收，產生的氨基甲酸銨溶液被泵入高壓洗滌器。尿素合成塔頂部的混合氣體也進入高壓洗滌器回收。