ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленные способы синтеза карбамида из "Курс технологии связанного азота" К настоящему времени разработаны и внедрены в промышленность разнообразные технологические схемы производства карбамида, различающиеся условиями синтеза (температура, давление, соотношение исходных реагентов) и методами переработки и возвращения в цикл газов дистилляции. В промышленности применяются системы без рециркуляции газов дистилляции и с частичной или полной рециркуляцией их. [c.362] По схеме без рециркуляции газов (разомкнутая систе-м а) аммиак и двуокись углерода, не превращенные в карбамид, перерабатываются в аммиачную селитру (реже в сульфат аммония). Схемы, по которым часть непрореагировавшего аммиака (в основном избыточный МНз) снова возвращается в колонну, а остальной аммиак вместе с СОг направляется на производство азотных удобрений, называются полузамкнутыми, или системами с частичным рециклом. Схемы, в которых избыточный аммиак и аммиак и двуокись углерода, не превращенные в карбамид, возвращаются в цикл синтеза карбамида, называются замкнутыми, или системами с полным рециклом. [c.362] По замкнутым или полузамкнутым схемам дистилляция плава, полученного в колонне синтеза, производится в две ступени (рис. ХП-9). В колонну 4 первой ступени дистилляции плав поступает после дросселирования до 20—25 ат. Здесь выделяется большая часть аммиака, возвращаемого в колонну синтеза 1. Аммиак и двуокись углерода, выделяющиеся в колонне 5 второй ступени дистилляции, после дросселирования до давления, близкого к атмосферному, перерабатываются далее в азотные удобрения. Количество газов дистилляции здесь вдвое меньше, чем при одноступенчатой дистилляции плава (см. табл. 75). [c.362] Жидкостной рецикл суспензии карбамата в масле не получил широкого распространения из-за необходимости больших капиталовложений в сооружение систем и сравнительно низких выходов карбамида. [c.363] По схеме фирмы Хемико (рис. ХП-10) производится избирательная абсорбция двуокиси углерода из газов дистилляции. Синтез карбамида проводится при 175—185° С и 170 аг в присутствии большого избытка аммиака (ЫНз С02 = 6), что позволяет довести степень превращения СОг в карбамид до 75%. [c.363] Сравнение технико-экономических показателей систем синтеза карбамида приведено в табл. 76. [c.365] В мировой азотной промышленности по разомкнутой системе работают примерно лишь 1—3% установок, по полузамкнутой системе 27—29%, по схеме с полным рециклом до 70%- До 35% установок с полным рециклом, действующих в настоящее время в капиталистических странах, работают по схеме фирмы Монтекатини примерно 30%—по схеме фирмы Стамикарбон на 15% установок применяется схема фирмы Хемико , на 12% установок— фирмы Тойе Коатсу и до 8% установок работают по схеме фирмы Инвента . [c.365] Одна из промышленных схем синтеза карбамида с полным рециклом непрореагировавших МНз и СОг в виде водного раствора углеаммонийных солей изображена на рис. ХП-12. [c.365] Н20 = 5 1 1) поступают в смеситель 4, где образуется карбамат аммония. Затем в колонне синтеза 5 при 190—200° С заканчивается образование карбамата аммония и происходит дегидратация его в карбамид. Степень превращения карбамата в карбамид достигает 65—67%. Плав из колонны, содержащей 25% карбамида, 20% карбамата аммония, 35% избыточного аммиака и 20% воды, дросселируется до 21—23 ат и направляется в сепаратор 7. Здесь из плава выделяется часть избыточного аммиака, направляемого в абсорбер 8 первой ступени, орошаемый раствором аммонийных солей. Жидкая фаза из сепаратора 7 нагревается в аппарате 9 до 125° С для выделения остального избыточного аммиака при этом разлагается примерно до 30% карбамата аммония. Затем жидкость, пройдя сепаратор 11, направляется на дистилляцию второй ступени (см. ниже), а газы, содержащие 75—77% ЫНз, 15—17% СОг и 5—7% воды, поступают в нижнюю часть абсорбера 8, орошаемую раствором аммонийных солей. При 60° С в абсорбере 8 поглощается двуокись углерода. В верхней части этого абсорбера, орошаемой аммиаком, происходит окончательная отмывка газообразного аммиака от СО . Чистый аммиак конденсируется в аппарате 10 и через буферный сосуд 3 возвращается в цикл. Непоглощенные инертные газы из конденсатора 10 направляются в абсорбер 22, где при 40° С отмываются от аммиака и затем отводятся в атмосферу. Раствор аммонийных солей из абсорбера 8 после подогрева до 100° С направляется в смеситель 4. [c.367] содержащий до 40% карбамида, 25% карбамата аммония, 30% воды и около 9% аммиака, после сепаратора И дросселируется до 1—2 ат и нагревается до 110° С в аппарате 9 для разложения карбамата аммония. В сепараторе/2отделяется 65—67%-ный раствор карбамида, который затем для предотвращения образования биурета охлаждается до 85° С и через сборник 14 подается в рамный фильтрпресс 15 для отделения механических примесей. Затем раствор упаривается в вакуум-выпарном аппарате 16 до 92—93%-ной концентрации карбамида и через барометрическую трубу и гидрозатвор 18 поступает в шнековый кристаллизатор 19, охлаждаемый воздухом, движущимся противотоком продукту. Далее кристаллический карбамид поступает на склад. [c.367] Для получения гранулированного карбамида раствор упаривается до концентрации 99,5% С0(ЫН2)г в двухступенчатой выпарной системе кристаллизация продукта происходит в грануляционной башне диаметром 10 ж и высотой 40 м. [c.367] Суточная производительность колонны диаметром 1,2 м и высотой 24 м составляет 250 т/сутки. В производстве синтетического карбамида, как и в других химических производствах, повышение производительности единичного агрегата приводит к уменьшению себестоимости продукции и снижению удельных капитальных затрат. Поэтому для современного состояния производства карбамида характерна тенденция к увеличению мощности агрегатов синтеза до 600—800 т/сутки и более. [c.369] Смеситель (рис. ХП-14) устанавливается в непосредственной близости от колонны синтеза карбами-да и является кзк бы первой рСаК-ционной ступенью. Он представляет собой цилиндрический сосуд высокого давления, состоящий из корпуса 2 с фланцами и двумя крышками. В верхней крышке 1 имеются штуцера для выхода плава и для термопары. Через штуцера в нижней крышке 4 в смеситель вводится жидкий аммиак, двуокись углерода и раствор аммонийных солей. [c.369] Внутри смесителя установлены перемешивающие устройства 3. [c.369] Установка смесителя перед колонной синтеза желательна, так как он находится в наиболее жестких условиях эксплуатации, и его легче сменить и промыть в случае закри-сталлизовывания аппарата, чем колонну синтеза. [c.369] Абсорбер первой ступени (рис. [c.369] ХП-15) предназначен для отделения газообразного аммиака от двуокиси углерода и его осушки. [c.369] Вернуться к основной статье