ТЕХНОЛОГИЯ КАРБАМИДА

Равновесие газ—жидкость в закрытой системе NH3—С02—Н20—CO(NH2)2 с заторможенными реакциями превращения карбамида

Компонентами системы в данном случае являются NHf6, NH2COONH4, СО (NH2)2, Н20, концентрации которых связаны с равновесиями 1, 2, 6 (см. табл. 1.1). Заторможенность равновесий 3, 4, 5 в технике достигается путем выбора соответ­ствующего времени переработки «плава синтеза», недостаточного для развития этих, сравнительно медленных, процессов. Цель переработки — в выделении из «плава синтеза» непревращенного в карбамид карбамата аммония, избыточного аммиака и, ча­стично, воды, что достигается искусственным снижением дав­ления и другими способами.

Состояние системы обычно описывают с помощью констант равновесия, выраженных через активности и летучести [3]. Последние задаются по правилу Льюиса—Рендалла. Что каса­ется жидкой фазы, то при концентрациях компонентов, достига­ющих десятков моль на литр, длительное время не было возмож­ности использовать без предварительных доказательств какую - либо известную модель реального концентрированного раствора [6]. Поэтому в качестве первого приближения жидкую фазу часто считали идеальным раствором.

Для вычисления констант равновесия в работе [13] исполь­зовали данные более двухсот измерений состава жидкой и газовой фаз, полученных при 0,2—49 МПа и 333—493 К. Величины кон­стант коррелировали на ЭВМ по температуре в координатах уравнения Вант-Гоффа, и провели статистический анализ полу­ченных результатов на основе критерия Фишера, задавая довери-

Рис. 1.8. Зависимость lg YNHj—-^«карб» ПРИ P = 1—2,5 іМПа:

О — 336,4 К; О - 346,6 К; А — 359 К; • — 371,5 К; □ — 382 К; а - 393 К

1 V - 401 к.

I тельную вероятность принятой гипотезы 95%. Оказалось, что

I модель идеального раствора непригодна. Чтобы выяснить вопрос о жидкой фазе системы, из массива измерений [13] выбрали

| такие, в^которых газовая фаза практически не содержала С02>

І Н20, а в жидкой сохранялось эквимолярное соотношение карб-

I амида и Н20. Систему в этом случае можно представить как псевдо-

I бинарную смесь: избыточный аммиак — заторможенный «карб-

I амат», в которой первый компонент — летучий «растворитель», а

І второй — нелетучее «растворенное вещество». Затем обычным спо-

| собом вычислили коэффициент активности растворителя — амми-

I ака yNHi (рис. 1.8). В интервале мольных долей «карбамата»

| 0 < Х«карб» <0,6 выполняется следующее правило:

І "gTNH^VCapC, (Ї-40)

І Используя измерения плотности жидкой фазы системы [13]

| и вычисляя среднюю молекулярную массу раствора через молеку-

I лярные массы компонентов, нашли, что мольный объем жидкой

1 фазы в широком интервале изменения Х«карб» описывается урав-

Равновесие газ—жидкость в закрытой системе NH3—С02—Н20—CO(NH2)2 с заторможенными реакциями превращения карбамида

-0,05

-0,10

-0,15

■-0,20

~0,25

У зо------ l-.—1-------- 1------ 1------ 1------ 1------ 1------ 1---- • і...... і

' 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

/'('„карб"

M

(1.41)

X

V>K — - Г a^NH3^«nap6)

33

Более того, вычисляя сжимаемости жидкофазной области си­стемы по данным диаграммы рис. 1.1, определили, что величины

2 Горловский Д. М. и др.

I нением Бирона:

Д2 и а при одинаковой температуре близко связаны формулой, вытекающей из классической теории регулярных растворов [17]. Итак, отклонения от идеальности жидкой фазы системы описы­ваются закономерностями регулярных растворов, но величины этих отклонений не малы и распространяются на область сверх­высоких концентраций компонентов по сравнению с областью концентраций, при которых применима классическая теория регулярных растворов. Учитывая это обстоятельство, а также то, что доказательства основаны на представлении о сложном ком­поненте «карбамате», можно назвать жидкую фазу системы псев­дорегулярным раствором. Его существование объясняется силь­ным взаимодействием частиц в растворе (ориентировочное зна­чение избыточного внутреннего давления составляет около 800МПа), приводящим к их значительной ассоциации при сравни­тельно слабом взаимодействии ассоциатов.

На основе проведенного анализа с использованием представ­лений термодинамики растворов при высоких давлениях [18] найдено, что наиболее вероятная связь величин констант равно­весия процессов 1, 2, 6 (см. табл. 1.1) и параметров состояния должна иметь следующий вид:

Lg Ki (Х{) = А, + А - + f atjXj (1.42)

/

Где і — номер равновесия; /— индекс набора компонентов; atj — независимые от температуры и состава величины.

Корреляцией значений lg Кі на ЭВМ найдены величины Ait Bt, atj (табл. 1.6). По критерию Фишера уравнение (1.42) аде­кватно описывает весь массив экспериментальных данных с до­верительной вероятностью 95% [13, 19]. Уравнение (1.42) ис­пользуется для расчета равновесных составов сосуществующих жидкой и газовой фаз при рассмотрении различных вопросов ста­тики процесса превращения «плава синтеза» в «плав дистилляции».

Таблица 1.6. Величины a,-/, Ah Bit ги щ для констант распределения компонентов между жидкостью и газом в системе NH3—С02—Н20—CO(NH2)2

Компонент

~А1

Ві

Ai NH3

К

Z

О

И а

Ai Н. О

Ri

А

NH2COONH4

NHH36 ....

Н26..............

20,543 5,578 7,444

6201,0 1140,6 3133,3

1,1798

1,038

0,433

2,5917

0,698

0,921

2,0145 1,090 0,211

0,960 0,901 0,922

0,158 0,016 0,081

Примечание. Здесь г^ — коэффициент множественной корреляции; 0. — среднеквадратичное отклонение. /

ТЕХНОЛОГИЯ КАРБАМИДА

Источники потерь сырья и целевого продукта. Мероприятия по снижению этих потерь

При сооружении новых и модернизации действу­ющих производств карбамида в СССР большое внимание уделяют охране окружающей среды. Предотвращение потерь NH3 (как в свободном виде, так и в составе целевого продукта), наряду …

Технологические схемы промышленного производства карбамида

Описания известных схем промышленного производ­ства карбамида приведены в книгах И ]. После их выхода в свет в периодических изданиях и ряде обзоров (2—4] появились сооб­щения о новых усовершенствованных методах. Краткая …

Очистка отходящих газов и паров

Улавливание NH3 из смеси с инертными газами Ранее, в гл. III, были рассмотрены методы удаления в узле синтеза инертных по отношению к процессу синтеза карба­мида газов и освобождения их от …

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.