Оборудование стадии синтеза карбамида. Расходные коэффициенты на 1 т карбамида. Технологические особенности производства карбамида.

Технологические особенности:

1) протекание обратимых и медленных р-ии в р-ре. 2) используется газообр-е и жидкое сырье твердые отходы не обр-ся, т.е. производство экологически чистое. 3) применяются высокие давления и повышенные т-ры при синтезе аммиака, катализатор не используется. 4) низкая степень превращения сырья в продукт за один проход, поэтому в схеме предусмотрен рецикл с целью повторного использования не прореагировавшего сырья. 5) образуется коррозионно-агрессивные среды, поэтому аппараты подвергаются спец. защите. 6) гранулирование продукта по методу приллирования в высокой гранбашне. 7) благодаря использованию диоксида углерода - отхода производства аммиака создаются предпосылки для низкой себестоимости продукта.

Расходные коэф.:1. Аммиак, кг: 575; 2. Диоксид углерода, кг: 750; 3. электроэнергия, кВт*ч: 120; 4. охлаждающая вода при 25⁰С (Δt = 11⁰С), м³: 55; 5. пар высокого давления (2,5 мПа), т: 1,05; 6. пар низкого давления (0,3 мПа), отход, т: 0,35.

Аппаратурное оформление узла синтеза включает в себя колонну синтеза, стриппер, конденсатор высокого давления и скруббер ВД.

Колонна синтеза - цилиндрический аппарат высокого давления. работает как аппарат идеального вытеснения. Цилиндрический корпус, сферическое днище и крышка защищены изнутри слоем коррозионно – устойчивой высоколегированной стали 08Х18Н12М3Т или 06Х23Н28М3Д3Т толщиной 6 мм. Реакционная смесь подводится в колонну снизу и отводится через переливную воронку из верхней части. Для улучшения гидродинамического режима колонна оборудована ситчатыми тарелками и в нижней части – внутренним устройством, что увеличивает степень контакта жидкой и газовой фазы. Каждая из тарелок работает в режиме идеального смешения.

Стриппер - вертикальный, кожухотрубный теплообменник пленочного типа. В верхней части имеется распределительное устр-во, обеспечивающее пленочный характер движения ж-ти по трубкам. Работает по принципу противотока: жидкая фаза тонкой пленкой стекает по трубкам вниз, а газовая фаза – противотоком поднимается снизу вверх. В межтрубное пространство подается пар давлением 1,7 – 2,06 МПа, с которым подводится необходимое количество тепла для разложения карбамата аммония в токе свежего диоксида углерода на аммиак и диоксид углерода.

Конденсатор высокого давления– вертикальный цилиндрический кожухотрубный теплообменник, в трубках которого происходит хим-я р-ция образования карбамата аммония. В конденсатор поступает два потока: газовый (из стриппера) и жидкостный. В верхней части аппарата имеется смесительная камера исх-х компонентов. Давление процесса 14 МПа, температура 165 – 170 ⁰С. Тепло реакции образования карбамата аммония отводится естественной циркуляцией парового конденсата через сепараторы. Обр-ся в межтрубном простр-ве пар НД, исп-ся на технологические нужды.

Скруббер высокого давления состоит из теплообменной и сепарирующей части. В сепарирующей части происходит разделение реакционной смеси, поступающей из колонны. Теплообменная часть оборудована центральной трубой, по которой обеспечивается циркуляция раствора в трубном пространстве и тем самым повышается эффективность теплообмена. В скруббере газы из колонны синтеза, смешиваясь с раствором углеаммонийных солей (УАС) частично конденсируются и поглощаются карбаматом. Тепло поглощения NH₃ и CO₂ углеаммонийными солями отводится охлаждающим конденсатом, подаваемым в межтрубное пространство. Нормальную работу скруббера обеспечивает циркуляция конденсата с температурой на входе не менее 100⁰С и перепадом температур по выходу и входу не менее 8⁰С.

Газовая фаза, пройдя слой насадки скруббера, смешиваясь в эжекторе с воздухом, выбрасывается в атмосферу. Перед эжектором газы анализируются автоматическим анализатором на содержание аммиака. Степень очистки газов в скруббере по аммиаку составляет 99,7 %.