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

Ликвидация сточных вод путем испарения в градирнях

Одна из современных тенденций развития химиче­ской промышленности — стремление к переводу производства многотоннажных продуктов, к числу которых относится и карба­мид, на безвыбросную технологию. Важнейшее условие достиже­ния поставленной цели заключается в …

Перспективные методы производства карбамида

Выше уже были рассмотрены некоторые усовершен­ствованные модификации технологических схем с жидкостным и газовым рециклом, например, схема D «Мицуи Тоацу» или термо­процесс «Хемико», которые пока еще не используются в промыш­ленности, но …

Методы снижения Энергетических затрат

Как показывает анализ структуры себестоимости /карбамида, среди эксплуатационных затрат наиболее значительны затраты сырья и энергетических средств. Возможности снижения расхода сырья на передовых предприятиях практически исчер­паны: ио этой статье калькуляции уже …

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.