Подготовка сырья. Средства предотвращения коррозии
Сырьем для производства карбамида служит жидкий синтетический аммиак и газообразный диоксид углерода.
|
Рис. 11.22. Зависимости Пуд (/) и хв (2) от U при t = 190 °С, Р = 21,1 МПа, L' = 4,5, W + U = 0,95, qcc,2 = = 700 кг/(м3-ч). Пунктир — интерполяция. |
Количество примесей, содержащихся в жидком NH3, незначительно. Так, по ГОСТ 6221—75 жидкий аммиак (2 сорт) может содержать до 0,4% (масс.) влаги, до 8 мг/л масла, а также до 2 мг/л железа. Кроме этого, жидкий NH3 в соответствии с условиями производства всегда содержит примеси растворенных газов — N2 и Н2; но количества их столь малы, что содержание этих примесей обычно не определяют аналитически. Известно [37], что при обычных температурах и давлении 5 МПа растворимость стехиометрической азотоводородной смеси в жидком аммиаке не
превышает 0,2% (масс.). Аммиак поступает в производство карбамида при значительно меньшем давлении (1,5—2,5 МПа), поэтому реальное содержание растворенных газов в нем значительно меньше, чем 0,2%.
Характер и содержание примесей в С02 зависят от способов его получения (либо выделения из газовых смесей). В настоящее время практически повсеместно для производства карбамида используют С02 — отход производства аммиака на основе процессов конверсии углеводородного сырья. Диоксид углерода отделяют от синтез-газа, используемого для получения аммиака, путем абсорбции водными растворами органических или неорганических оснований с последующей регенерацией этих растворов. Выделенный таким образом С02 содержит примеси компонентов синтез - газа (Na, Н2, СО, СН4, 02), а также сернистых соединений. Источником последних является углеводородное сырье. В процессах конверсии сернистые соединения в основном восстанавливаются до H2S, который сорбируется и регенерируется из поглотительных растворов вместе с С02.
Количества примесей в С02 зависят от вида углеводородного сырья (природный или попутный газ, жидкое или твердое топливо) и от метода абсорбции С02. Так, в наиболее распространенном процессе моноэтаноламиновой очистки газа конверсии метана получают С02, содержащий 0,2—2,5% (об.) примесей, в том числе 0,1—2% горючих (Н2,СН4) и 10—30 мг/м3 сернистых соединений [1,51].
Содержащиеся в сырье примеси существенно влияют на процесс производства карбамида 11]:
Снижают эффективность процесса синтеза вследствие поступления в реактор газов, инертных по отношению к процессу; усиливают коррозионную активность реакционной среды; создают взрывоопасность в различных узлах из-за наличия горючих компонентов.
Снижение либо полное устранение перечисленных вредных воздействий примесей —основная цель стадии подготовки сырья. Именно в этом аспекте и рассмотрены ниже способы подготовки сырья, а также средства предотвращения коррозии. При этом наибольшее внимание уделено очистке С02, так как содержание примесей в нем примерно на порядок выше, чем в NH3.
