Контроль образования биурета в процессе дистилляции
Как в процессе синтеза, так и при последующей ступенчатой дистилляции плава карбамида происходит накопление биурета в растворе: 2СО (NH2)? H2NCONHCONH2 + NH3
Равновесие и кинетика реакции описаны в работах [1, с. 161; 24]. При высоких давлениях и в присутствии больших избытков аммиака количество образующегося биурета невелико. Это подтверждается экспериментальными данными [25] о зависимости количества биурета в условиях"!промышленного синтеза карбамида от [мольногод соотношения NH3 : С02 в колонне синтеза (рис. III.2). Гораздо интенсивнее протекает реакция образования 112
биурета при дистилляции плава, когда содержание NH3 в нем снижается. Естественно стремятся проводить процессы дистилляции с большой скоростью при возможно более низкой температуре [26]. При снижении температуры, однако, уменьшаются степени отгона неконвертированных реагентов. Поэтому на некоторых промышленных установках, исследуя накопление биурета по стадиям дистилляции и переработки раствора карбамида, экспериментально подбирали оптимальные температуры в регламентированных интервалах [25, 27]. Обобщение ряда промышленных экспериментов [1, с. 2771 позволило получить уравнение
ЛСб. = 5,647-ЮвЛтехр (0,0338CK, —(III.2)
Где АСбі — прирост содержания биурета в г-ом узле (по отношению к 100% карбамиду), % (масс.); С,< —концентрация карбамида в растворе, % (масс.); Дт —время пребывания, с; Ті —температура раствора, К.
Уравнение (III.2) с достаточной для практических расчетов точностью позволяет оценить количество накапливающегося биурета в зависимости от параметров процесса, времени пребывания и степени загрузки оборудования И, с. 279] и, таким образом, оптимизировать режим с этой точки зрения.
В согласии со сказанным выше находятся недавно полученные данные [28], показывающие, что при увеличении нагрузки агрегата производства карбамида количество накапливающегося биурета снижается (рис. III.3)
|
Рис. III.2. Зависимость содержания биурета в плаве синтеза карбамида (в расчете на 100% карбамид) от мольного соотношения NH3 : С02 на входе в промышленную колонну синтеза [25]. |
|
Рис. III.3. Зависимость степени накопления биурета (в расчете на 100% карбамид) на стадиях синтеза (1), дистилляции I (2) и II ступени (3) от нагрузки агрегата [28]. |
Из отдельных технологических приемов, позволяющих сократить количество образующегося биурета, наряду с упоминавшимися ранее [7, 9, 10], следует отметить охлаждение плава синтеза карбамида до~435 Кперед его дросселиро
ванием[29]. Запатентовано также предложение [30] проводить дистилляцию на первой ступени при Р— 0,1—2 (предпочтительно 0,3—0,6 МПа) и, соответственно, при относительно низкой температуре (355—415 К), абсорбировать выделенные газы водой, ректифицировать полученный разбавленный РУАС при Р = 3—7 МПа, вновь сорбировать газы и возвращать концентрированный РУАС на синтез.
