ТЕХНОЛОГИЯ КАРБАМИДА

Борьба с коррозией и конструкционные материалы

Интенсивное коррозионное действие реакционных сред в процессе синтеза карбамида на металлические материалы, в частности, углеродистые стали, было обнаружено еще на самых ранних стадиях лабораторных исследований. В период создания технологии промышленного производства методы борьбы с корро­зией заключались в подборе устойчивых конструкционных мате­риалов. Поиски таких материалов велись преимущественно среди химически инертных металлов и их сплавов. Предлагали защищать реактор синтеза карбамида свинцом или оловом, сплавом свинца с сурьмой, различными материалами на основе меди, никеля, се­ребра и их сплавов, в частности, монель-металлом, дураникелем, алюминиевой бронзой [57]. Указывалось, однако, что материалы этой группы устойчивы лишь в отсутствие кислорода. Для устра­нения его вредного влияния было предложено обрабатывать ис-

4 Горловский Д. М. и др. 97 ходные реагенты (NH3 и С02) восстановителями или ингибировать коррозию добавлением гидразина [58]. При проведении процесса синтеза карбамида в хромированной аппаратуре предлагали ин­гибировать коррозию добавлением соединений меди, висмута, ко­бальта и других металлов [59]. Описано использование колец из листового золота, заполненных стекловолокном, в качестве уплот - нительного материала в реакторах [60].

Развитие многотоннажного промышленного производства кар­бамида потребовало отыскания более доступных конструкционных материалов, которыми явились аустенитные хромоникелевые и, в особенности, хромоникелемолибденовые стали, применяемые ныне почти повсеместно. Большинство из них содержит 16—20% (масс.) хрома, 7—16% (масс.) никеля и 1—4% (масс.) молибдена [1, 61].

В связи с изготовлением реакторов из указанных марок стали потребовались специфические способы подготовки сырья. Было установлено [1,62], что сернистые соединения, присутствующие в С02, усиливают коррозию нержавеющих сталей, поэтому С02 необходимо очищать от этих примесей. Для удаления H2S в про­изводственных условиях, по аналогии с обработкой синтез-газа производства аммиака [37, 63], С02 пропускают [1] через слой влажных окислов железа (болотная руда). Кроме того, разработан и ряд специфических способов очистки С02 от сернистых соедине­ний [64].

По одному из этих способов, С02, содержащий примесь 02, пропускают при 15 МПа и 315 К через слой активного угля, а затем — при 385 К — через слон контактной массы, состоящей из меди и никеля, осажденных на носителе; в результате газ полностью освобождается от сероводорода и от органических сернистых соединений. Предлагалось использовать для связывания этих примесей непосредственно в зоне синтеза карбамида различные соединения меди — оксид, гидроксид, соли. По другому способу, С02 очищают от сернистых соединений, пропуская его при 455—525 К и 16 МПа через пористые массы, состоящие из окислов свинца.

Для удаления органических сернистых соединений из С02 обрабатывали окислителями карбонатный раствор, образующийся при щелочной очистке син­тез-газа производства аммиака от С02.

Весьма эффективно пропускание С02 при атмосферном давлении и 315 К через влажную массу на основе окислов железа, содержащую 3—5% (масс.) Сг203.

Содержание сернистых соединений в С02 уменьшается, если очищать при­родный газ, поступающий в производство NH3, путем восстановления органи­ческих сернистых соединений на железохромовом катализаторе 481—Си и улав­ливать сероводород железохромовым катализатором 481—Zn. Допустимо при­менение этих приемов и непосредственно для очистки С02. Содержание серни­стых соединений в С02 снижается также, если раствор моноэтаноламина, при­меняемый в системе очистки синтез-газа производства NH3, периодически под­вергать дистилляции для освобождения от накапливающихся продуктов раз­ложения.

Даже самая тщательная очистка С02 от сернистых соединений не решает полностью проблемы предотвращения коррозии не­ржавеющих сталей в условиях синтеза карбамида. Поэтому парал­лельно с разработкой методов очистки сырья велись интенсивные 98 поиски путей ингибирования коррозии материалов. Было пока­зано [65], что фосфат натрия и оксид меди (II) уменьшают корро­зию хромоникелемолибденовых сталей в этих условиях. Широкое промышленное использование, однако, нашел разработанный од­новременно в ССС. Р и за рубежом [61] способ снижения коррозии, заключающийся в непрерывном добавлении кислорода или воз­духа в поток диоксида углерода, направляемого на синтез карба­мида. Этот способ обеспечивает устойчивую пассивацию стали по отношению к общей коррозии ее поверхности, не исключая, од­нако, локальной коррозии в тех местах, где есть дефекты изготов­ления аппарата и сварки.

В зависимости от состава и структуры применяемых сталей, условий синтеза карбамида и т. д., рекомендуют вводить от 0,01 до 3% (об.) кислорода относительно С02. Указывалось, что при использовании в реакторе сплавов, содержащих > 50% (масс.) легирующих добавок (10—30% Мо и 60—70% Ni), введение кис­лорода позволяет избежать необходимости сероочистки: допусти­мое содержание сернистых при нормальных условиях может до­стигать 60 мг/м3 С02 [66].

Способ кислородной пассивации широко распространен и подвергался раз­личным модификациям [67]. Предлагали, в частности, вводить кислород не с потоком С02, а в виде раствора в жидком NH3 [0,06—0,085% (об.) по отноше­нию к С02], мотивируя это более равномерным распределением кислорода по объему реактора, особенно в зоне ввода исходных реагентов. В рамках стрип- пинг-процесса, включающего выделение непревращенных NH3 и С02 из продук­тов синтеза при неизменном давлении в токе NH3, кислород вводят не только в реактор, но также в аппарат для отгонки, конденсатор отогнанных газов или соединяющий эти аппараты трубопровод. Наконец, с целью повышения эффек­тивности пассивации, предложено заменить молекулярный кислород соедине­ниями, способными отщеплять его в условиях синтеза — перекисями водорода или металлов, нитритами натрия или аммония.

В заключение следует отметить, что повсеместное распростра­нение хромоникелемолибденовых сталей для защиты реакторов синтеза карбамида от коррозии не исключает поисков новых стой­ких материалов. Так, имеются сведения о промышленном приме­нении титана [68], хотя было показано [69], что коррозия его, крайне незначительная в лабораторных испытаниях, многократно возрастает в производственных условиях, что, очевидно, обуслов­лено присутствием кислорода. Высокой коррозионной стойкостью даже при повышенных температурах синтеза (до 500 К) обладают [69] тантал и его сплавы, палладий, цирконий. Последний при­меняется в промышленных реакторах [70]. При качественном изготовлении и сварке циркониевой футеровки в течение года экс­плуатации коррозия полностью отсутствует.

Более подробную информацию об особенностях коррозионного поведения различных материалов в реакторах синтеза карбамида и в других узлах этого производства,, о механизме коррозии и т. п. читатель может найти в работах [1, 61, 71].

4* 99

ТЕХНОЛОГИЯ КАРБАМИДА

Потенциальные возможности снижения энергозатрат

Авторы [3] проанализировали принципиальные воз­можности повышения энергетического к. п. д. каждой из основ­ных стадий процесса производства карбамида и оценили расчет­ным путем, как эти возможности реализуются в современных энерготехнологических схемах, а …

Синтез карбамида на основе оксида углерода

Для промышленного производства карбамида при­меняется только синтез из NH3 и С02 по реакции Базарова. Од­нако, существует множество принципиально иных методов полу­чения карбамида. Основная часть их не имеет какого-либо прак­тического значения, …

Технические средства снижения энергозатрат

Усовершенствования отдельных стадий процесса, направленные на экономию знергоресурсов Для снижения (вплоть до полной ликвидации) нагрузки углекислотного компрессора поток свежего С02 сжижают за счет испарения жидкого аммиака, либо частично (10—100%) вводят …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.