ТЕХНОЛОГИЯ КАРБАМИДА

Методы с жидкостным рециклом непрореагировавших веществ

Метод «Хемико» [8]. Процесс в реакторе синтеза 5 (рис. IX.2) ведут при Рс = 19-23 МПа, tc = 175—200 °С, L = 4 и хв 70%. Плав синтеза дросселируют до 2—2,5 МПа и направ­ляют в сепаратор 6, а затем в теплообменник дистилляции I сту­пени 7, соединенный с сепаратором 8. Выделенные газы дистилля-

Методы с жидкостным рециклом непрореагировавших веществ

NH

Раствор карбамида

Рис. IX.2. Схема производства карбамида по способу «Хемико»:

/ — емкость; 2, 17 — насосы; 3 — подогреватель; 4, 16 — компрессоры; 5 — реактор; 6, 9 — сепараторы-испарители; 7, 10 — теплообменники дистилляции; 8, 11 — сепа­раторы; 12, 13 — абсорберы; 14 — насос для РУАС; 15 — теплообменники.

Дни из аппаратов 6 и 8 направляют в межтрубную часть аппарата дистилляции II ступени 10, где они абсорбируются РУАС, выходя­щим из абсорбера 1'2. Выделяющаяся при этом теплота исполь­зуется для дальнейшего разложения реакционной смеси, посту­пающей в трубную часть аппарата 10 через сепаратор-испаритель 9. Аппарат 9 работает под давлением 0,1—0,2 МПа. В нем выде­ляют часть NH3 и С02 из жидкостного потока, идущего из аппарата 8. Остаточные количества NH3 и С02 отделяют от раствора карб­амида в сепараторе 11. Газы дистилляции II ступени из аппаратов

9 И 11 направляют в абсорбер 12. Небольшое количество NH3, не поглощенного в этом абсорбере, компримируют, сжижают и возвращают в емкость 1. Раствор из межтрубной части аппарата

10 Под давлением 2—2,5 МПа подают в абсорбер 13. Полученный в нем РУАС рециркулируют в реактор. Аммиак, отходящий из абсорбера 13, сжижают и возвращают в емкость 1.

Абсорбер 13 представляет собой колонну с насадкой в нижней части и с тарелками в верхней. Газы дистилляции поступают под насадку, орошаемую раствором, который циркулирует через водяной холодильник. После насадочной части газ содержит <1% С02; в верхней части при подаче в качестве флегмы NH3 и небольшого количества воды содержание С02 в газе уменьшается [9] до <0,0005%.

Способ «Хемико» с полным рециклом используют свыше 20 установок в различных странах [7І.

Метод «Лонца» [10]. В колонну синтеза небольших разме­ров, работающую при tc 200 °С и Рс 30—35 МПа, подают NH3, С02 и рециркулируемый РУАС, поддерживая L = 4—4,5. При этом хв достигает 74%. Дистилляцию плава синтеза осуще­ствляют в три ступени при 1,5—1,75, 0,1 МПа и под вакуумом. После завершения дистилляции раствор карбамида упаривают в две ступени до концентрации 99,5% и затем гранулируют. Выпар­ную установку размещают над грануляционной башней, причем вторая ступень выпарки — роторного пленочного типа.

По сравнению с другими распространенными вариантами про­цесса с жидкостным рециклом рассматриваемый способ отличается в основном повышенным давлением в реакторе синтеза карбамида. Имеются сведения [7] о трех установках по схеме «Лонца-Лум - мус».

Метод «Мицуи Тоацу» (схема d) [11, 12]. От других моди­фикаций метода «Мицуи Тоацу» с полным рециклом схема D (рис. IX.3) отличается рядом особенностей. В частности, основную часть избыточного NH3 из плава синтеза выделяют в сепараторе 6 при 6—8 МПа, откуда аммиак с примесью С02 направляют в абсор­бер 16, орошаемый раствором из абсорбера 13. Отводимый из абсорбера 16 газообразный NH3 конденсируют в аппарате 15 при смешении с жидким NH3, и смешанный поток с температурой 100—ПО °С направляют в реактор. Раствор УАС из абсорбера 16 рециркулируют в реактор с температурой 130—140 °С. 282

Методы с жидкостным рециклом непрореагировавших веществ

Рис. IX.3. Схема производства карбамида по методу «Мицуи Тоацу» с полным рециклом (схема D):

/ — компрессор; 2 — насос для NH3; 5 — карбаматный насос; 4 — смеситель; 5 — реактор; 6 — сепаратор высокого давления; 7,8 — разлагателн среднего и низкого дав­ления; 9 — газосепаратор; 10 — конденсатор-абсорбер; 11 — насос; 12 — абсорбер низкого давления; 13 — абсорбер среднего давлення; 14, 15 — конденсаторы NH3; 16 — абсорбер высокого давления.

Выделение непрореагировавших NH3 и С02 из плава синтеза карбамида, выходящего из сепаратора 6, осуществляют последова­тельно в аппаратах 7 и 8, работающих при среднем и низком давлении, а также в газосепараторе 9 при давлении, близком к атмосферному. Газы дистилляции из аппаратов 7 и 8 абсорби­руют соответственно в абсорберах 13 и 12, а из аппарата 9 конден­сируют в аппарате 10.

Избыточное тепло используют для получения пара низкого давления в смесителе 4 или для нагревания плава синтеза карб­амида перед поступлением в аппарат 7.

О фактах промышленного использования процесса D сведений в литературе не имеется, но известно, что он успешно испытан на пилотной установке.

Метод «Текнип-Мавровича» [13—15]. Его принято назы­вать способом получения карбамида с рециклом тепла, поскольку большая часть теплоты конденсации газов дистилляции первой ступени используется для выделения из плава синтеза неконверти­рованных NH3 и С02 и концентрирования раствора карбамида.

Согласно данным 1131, в реакторе 20 (рис. IX.4) поддерживают Рс = 21—22,5 МПа, tc = 190 °С, L = 4,0—4,5 и W = 0,4—0,6. При этих условиях величина хв достигает 70—72%. Для пассива­ции футеровки, выполненной из нержавеющей стали 316LSS, в реактор вводят атмосферный воздух путем сжатия компрессором 14 до 22,5 МПа и смешения с жидким NH3 либо с рециркулируемым РУАС. В отличие от подачи в смеси с С02 принятый метод дози-

Методы с жидкостным рециклом непрореагировавших веществ

Рис. IX.4. Схема производства карбамида по методу «Текнип-Мавровича»:

1 — конденсатор NH3; 2 — холодильник; 3 — конденсатор УАС; 4, 5, 6 — аммиачный насос; 7 — промывная колонна; 8 — карбаматный насос; 9 — 13, 33, 34 — насосы; 14, 15 — компрессоры; 16 — вакуум-конденсатор; 17, 28, 29, 36 — сепаратор; 18, 19 — подогреватели аммиака; 20 — реактор; 21 — вакуум-испаритель; 22 — сборник; 23 — нагреватель РУАС; 24 — эжектор; 25 — абсорбер (генератор пара низкого давления); 26 — узел абсорбцни-десорбцин; 27, 35 — абсорберы; 30 — 32 — аппараты дистилля­ции I, II и III ступеней.

Ровки пассивирующего воздуха упрощает операции кратковре­менных остановок и блокировок реактора, в течение которых скорость коррозии не возрастает.

Выводимый из реактора плав синтеза делят на два различных по объему потока.

1. Большую часть плава дросселируют до 2,1 МПа и направ­ляют в аппарат дистилляции I ступени 30. Процесс в этом скорост­ном аппарате 30 осуществляют при 158 °С за счет теплоты конден­сации пара давлением 0,85 МПа в межтрубном пространстве. Образующийся паровой конденсат насосом 11 подают в тепло - обменный элемент реактора 20, где генерируют пар среднего дав­ления. Газожидкостную смесь из аппарата дистилляции 30 вводят в промежуточное отделение первого "сепаратора 29.

2. Меньшую часть плава синтеза после дросселирования до 2,1 МПа с температурой 120—125 °С направляют'в'верхнее отделе­ние первого~сепаратора";29.

В первом сепараторе 29 сравнительно холодный малый поток плава течет навстречу поднимающейся вверх газовой фазе, выде­ленной из плава в аппарате 30. В результате противоточного 284 контакта фаз в верхней тарельчатой части сепаратора 29 конден­сируется большая часть водяных паров, присутствующих в газо­вой фазе. Таким образом, концентрация паров Н20 в газовом потоке после сепаратора 29 ниже, чем в газовой фазе, выделенной из плава при дистилляции в аппарате 30, и составляет примерно 5%. Из нижней части сепаратора 29 выводят оставшийся плав синтеза и направляют на дистилляцию II ступени.

Аналогичные процессы, но под более низким давлением осу­ществляют в последующих аппаратах дистилляции 31, 32 и сепара­торах 28, 36. Давление на II ступени дистилляции 0,2—0,3 МПа, на III ступени — атмосферное. 75—76% водный раствор карб­амида из сепаратора 36 упаривают до86—88% в вакуум-испарителе 21 и после отделения соковых паров в сепараторе 17 направляют на последующие стадии выпарки и грануляции.

Газы дистилляции из сепараторов 29, 28 и 36 подают соответ­ственно в конденсаторы-абсорберы 25, 27 и 35. Для орошения абсорбера 35 используют часть водного раствора карбамида. Выходящий из аппарата 35 РУАС насосом 13 перекачивают в кон­денсатор 27, а из последнего насосом 12 — в конденсатор 25. В межтрубной зоне аппарата 25 за счет теплоты абсорбции-конден­сации газов дистилляции образуется пар низкого давления, который используется в аппаратах дистилляции 31 и 32. Газо­жидкостная смесь из трубной зоны аппарата 25 последовательно проходит через межтрубные зоны подогревателей аммиака 19, 18 и рециркулнруемого РУАС 23, а также вакуум-испарителя 21, где газовая смесь конденсируется и растворяется в жидкой фазе. Вся теплота, переданная рециркулируемому РУАС, и основная часть теплоты, переданная жидкому NH3, поступающим в реактор с температурой 110 °С, регенерируется на более высоком темпера­турном уровне в теплообменном элементе реактора 20 в виде пара среднего давления, который целиком затрачивается на I ступени дистилляции плава. Для продуцирования пара можно исполь­зовать [14] выносной теплообменник, выполняющий по существу роль форреактора. В аппарате 3 завершается конденсация С02 из газовой фазы и образуется рециркулируемый РУАС. Газо­образный NH3, отделенный от РУАС, промывают от примеси С02 в колонне 7, конденсируют в аппарате 1, охлаждают в холодиль­нике 2 и смешивают со-свежим жидким NH3.

Непрерывный анализ состава рециркулнруемого РУАС и автоматизированная система контроля баланса воды в системе жидкостного рецикла обусловливают дополнительное повышение эффективности процесса; в частности, рецикл воды поддержива­ется на минимальном уровне, при котором исключается опасность выпадения кристаллической фазы при транспортировке РУАС.

На рис. IX.5 приведен усовершенствованный вариант [151 рассматриваемого метода. Основные отличия его заключаются в следующем. Часть исходного NH3, а также свежий С02 и рецир­кулируемый РУАС вводят в нижнюю часть реактора по сифону,

К бакуум-пнОен-

Методы с жидкостным рециклом непрореагировавших веществ

Рис. IX.5. Усовершенствованная схема получения карбамида «Текнип-Мавро - вича»:

/ — компрессор; 2 — аммиачный насос; з _ реактор; 4 — сепаратор; 5 — подогре­ватель; 6,7 — аппараты первой и второй ступеней дистилляции; 8 — подогреватель РУАС; 9 — подогреватель NH3; 10 — первый конденсатор; 11 — скруббер для промывки инертов; 12 — карбаматный насос высокого давления; 13 — второй конденсатор; 14 — вакуум-испарнтель; 15 — насос для рециркуляции раствора карбамида; 16 — сепаратор; 17 — карбаматный насос низкого давления; К — концентратомер.

Выполненному в виде змеевика, который размещен между верхней и нижней крышками аппарата. За счет теплоты образования в зме­евике карбамата аммония обеспечивается дополнительный подо­грев реакционной смеси в верхней части реактора, температура по высоте аппарата выравнивается, повышается хв и возрастает производительность агрегата.

Чтобы снизить расход электроэнергии, компримируют и вводят в реактор только 60% свежего С02. Остальные 40% С02 подают непосредственно на стадиях дистилляции и абсорбции при сравни­тельно низком давлении. В частности, процесс в сепараторе дистил­ляции I ступени ведут в токе С02. В зоне абсорбции-конденсации газов дистилляции свежий С02 связывает избыточный NH3, так что отпадает необходимость выделения последнего в чистом жидком виде.

В зону дистилляции I ступени только часть требуемого тепла подводят с греющим паром. Значительную долю энергозатрат восполняют за счет экзотермического процесса абсорбции-конден­сации газов с этой же ступени дистилляции при контактировании с частью свежего С02 и РУАС, содержащим примесь карбамида.

Для абсорбции-конденсации газов дистилляции II ступени используют часть раствора карбамида после дистилляции с полу -

ТЕХНОЛОГИЯ КАРБАМИДА

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 …

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) производства карбамида

Технология карбамида отличается сложностью и многостадийностью. В связи с этим важное значение имеет проб­лема оптимального управления процессом производства карбамида с помощью АСУТП. Одна из основных предпосылок создания АСУТП — разра­ботка …

Обработка растворов карбамида

Как следует из стехиометрического уравнения син - Теза карбамида (гл. I), на каждый моль полученного карбамида образуется моль воды. Это означает, что даже при самой совершен­ной системе рециркуляции из производственного …

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.