ТЕХНОЛОГИЯ КАРБАМИДА

Критические явления в двухфазной системе NHf — COf

На диаграмме состояния системы (рис. 1.1) гомоген­ные (газ, жидкость) и гетерогенная (газ—жидкость) области смы­каются в точке К, т. е. система имеет критическую фазу. При L = ~ 4 критические параметры следующие: 7\.р = 518 К, Ркр — = 60 МПа, р, ф = 695 кг/м3. Голландские исследователи устано­вили наличие критической фазы визуально, определив зависи­мость Ркр — Ткр — L (ркр не определялась) [10, 11 ]. При L = 4 величины Ркр, ТЩ) удовлетворительно отвечают указанным выше значениям. Экспериментальные величины Ркр, Ткр обобщены с помощью формул псевдокритических параметров растворов на основе уравнений Ван-Лаара. Компонентами критической фазы

Избрали «карбамат» и избыточный аммиак. Критические пара­метры аммиака известны, что позволило найти уравнение состоя­ния критической фазы системы 17]:

— [(Тцр/і/" Ркр)«карб» —

(I 33)

Где (ткр//Ркр)<карб* = 3,5 град-(МПа)'1/2 относится к компо­ненту «карбамат», а индекс «NH3» — к индивидуальному веще­ству.

Экстраполяцией экспериментальных данных получено значе­ние 7'крарб> — 560 К, а из приведенного выше отношения карб» __ 25Q дща. Критические параметры «карбамата» сравнили со значениями Р^р, Ткр для карбамата аммония. По экспериментальным величинам давления диссоциации этого ве­щества [3], пользуясь сравнительным методом Карапетьянца, нашли Ткр = 560 К и Р«р = 274,8 МПа, что близко отвечает критическим параметрам компонента «карбамата». Сравнивая кри­тическую плотность ркр при L — 4 с плотностью смеси NH§ — СО2, можно показать, что в бинарной критической фазе компонент «карбамат» отвечает карбамату аммония. Отсюда сделан вывод, что в критической фазе реакция синтеза карбамида спонтанно заторможена. При докритических параметрах испарение карб­амата аммония сопровождается его диссоциацией на NH3, СО$, т. е. разрушением структуры карбаминовой кислоты — химиче­ской основы образования молекул карбамида. NH3---CO2 после диссоциации молекул карбамата удаляются друг от друга за счет диффузии. Последнее, однако, становится невозможным в крити­ческой фазе, поскольку одно из условий ее существования — (д$/дХ})р, т=0 [14].

Отсюда сделано предположение, что крити­ческая фаза системы представляет собой бинар­ный раствор некоего заторможенного деструктурированного комп­лекса (ДК) в газообразном NH3. В ДК нарушены связи карбами­новой кислоты, вследствие чего из него не может образоваться карбамид, но стехиометрия ДК отвечает карбамату аммония, по­скольку NH3 --- СОг в критической фазе не могут «разойтись» путем диффузии. Обнаруженные свойства критической фазы пред­ставляют большой интерес, так как в ДК, как предполагается, аккумулирована значительная энергия.

Бинарная критическая фаза (NHf—С02)р„ т обладает

' кр) кр

Единственной степенью свободы. Экспериментально обнаружен случай, когда система утрачивает и эту степень свободы, т. е. становится нонвариантной. На рис. 1.5 по данным [10, 11] по­казано, что при определенном значении брутто-мольных долей (^nh, — 0,832) параметры критической фазы рассматриваемой бинарной системы совпадают с параметрами ее брутто-азеотропа. 26

T;c

350

Ш

Для системы NH?—

Рис. 1.5. Зависимости Р

NH,

NH,

Р, МПа

1 У™,' 0,832(1-5)

^кр

11

1 'кр 'аз

P *-P. | ^кр аз

І

L

І /Ni

-

I \

. -

' і

1 1

Її і і

300

250

200

150

0,70 0,75 0,дО 0,в5 0,90

100

75

50

25

0,95 1,00 Vnh,

И Ря

^яз Yi

Кр > 'кр~

СО? в критическом и брутто-азеотропном состояниях.

Система по-прежнему критическая, но указанное совпадение па­раметров накладывает еще одно дополнительное условие на ее вариантность, что приводит к утрате единственной степени сво­боды. Система становится термодинамически подобной индиви - дуальному веществу, т. е. имеет изолированную критическую і точку — экстремум проекций критической кривой бинарной

І системы, в котором изменяется тип критической точки раствора

[4]. Это в свою очередь означает, что возможно существование таких закритических брутто-азеотропных смесей, растворимость фаз в которых снижается с увеличением Р, Т, т. е. сосуществова­ние расслаивающихся газовых смесей с одинаковым содержанием. компонентов NHf и COf. Система в таких состояниях, возможно,

: будет обладать уникальными физико-химическими свойствами

По сравнению с известными в настоящее время.

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.