ТЕХНОЛОГИЯ КАРБАМИДА

Уравнения для определения состава раствора УАС со ступени низкого давления

Путем обработки большого массива данных лабора­торного анализа состава РУАС низкого давления в действующих цехах получены следующие регрессионные уравнения [34]: I = 0,2050ш — 0,01157* + 11,5739Р + 0,8279Рш — 14,8673Р2 — 0,766 (II 1.21) ш = 0,85201 - f 0,5708*2 — 5,1469PI - f - З. ббЭЭЯ - f - 0,01889* — 0,259 (III.22)

Где I, w — массовые соотношения NH3 : C02 и H20 : C02 в РУАС низкого давления; Р, t — давление, МПа, и температура, °С в конденсаторе II ступени дистилляции.

Основные характеристики этих уравнений следующие:

Уравнение Уравнение

(ГЦ.21) (ПІ,. 22)

TOC \o "1-3" \h \z Число экспериментальных точек, по которым соста­влено уравнение .... 127 127

Г.............................................. 0,967 0,972

Сг, доли ед................................. 0,121 0,206

Влияние примеси карбамида на температуру кристаллизации водного раствора УАС

К числу факторов, от которых существенно зависят технико-экономические показатели производства карбамида по схемам с жидкостным рециклом, относится концентрация С02 в рециркулируемом РУАС: чем выше концентрация С02, тем меньше рецикл в колонну синтеза воды. На тех промышленных 118 агрегатах, где стремятся ограничить рецикл воды до минимума, концентрацию С02 в упомянутом потоке поддерживают на уровне 34—35% (не выше 36%). Дальнейшего укрепления РУАС не допу­скают, поскольку при соответствующем снижении концентра­ции Н20 температура кристаллизации раствора сближается с его рабочей температурой и усложняется эксплуатация карбаматных насосов.

Из производственного опыта известно, что в рециркулируе - мом РУАС обычно содержится примесь карбамида, количество которой (в пределах нескольких процентов) зависит от эффектив­ности сепарации фаз в узле дистилляции плава синтеза. Еще выше концентрация примеси карбамида в РУАС (порядка 10%) имеет место при таких разновидностях технологической схемы [36], когда в зоне очистки возвратного NH3 от примеси С02 исполь­зуют содержащие карбамид абсорбенты.

Имеющиеся сведения о плавкости четырехкомпонентной си­стемы NH3—С02—CO(NH2)2—Н20 получены, в частности, при эквимолярном соотношении CO(NH2)2 : Н20 применительно к плаву синтеза карбамида (до и после дистилляции), а также при давлении, близком к атмосферному, применительно к технологии получения углеаммонийно-карбамидных удобрений [36]. Однако литературные данные не соответствуют составам рециркулнруе­мого РУАС, представляющим практический интерес, которые ха­рактеризуются значениями / == 1,0—1,2, w = 0,4—0,7 и массо­вым соотношением CO(NH2)2 : С02 = и = 0,1—0,8.

Из-за отсутствия в литературе необходимых данных невоз­можно было решить важный для промышленного производства вопрос о минимально допустимом содержании Н20 в РУАС с при­месью карбамида, при котором сохраняются условия надежной эксплуатации карбаматных насосов.

В работе [36] приведены результаты опытов по изучению влия­ния примеси карбамида на температуру кристаллизации рецир­кулнруемого РУАС (4РИСТ).

Результаты опытов при и = 0 удовлетворительно совпадают (расхождение не превышает 1 °С) с соответствующими данными, снятыми с диаграммы Енеке [38].

На основе полученных экспериментальных данных методом наименьших квадратов с помощью ЭЦВМ найдено обобщенное уравнение:

'крист = — 53,03/ — 116,5ш +57>63іи2 — 8,1м + 195-7 (III.23)

Уравнение (III.23) составлено по данным 49 опытов; г — 0,993; о = 1,05 °С. Уравнением можно пользоваться в следующих диа­пазонах изменения переменных: I = 1,0—1,15; w = 0,4—0,6; и = 0—1.

Представляет интерес, пользуясь уравнением (111.23), сопоста­вить удельное влияние карбамида и воды как агентов-разбавите­лей рециркулнруемого раствора УАС на ікрист.

Обозначим ew и є„ — чувствительность величины t, ipilcT при изменении соответственно значений w и и. Тогда искомое соот­ношение можно вычислить по формуле:

/ш+Дн) \ I

Ею/еи^0,3^ j V-dwJ lL&u (II1.24)

Где 0,3— коэффициент перехода от массовых соотношений ком­понентов, принятых в уравнении (III.23), к мольным.

Принимая Aw = Ли = 0,1 и w = 0,6, получим eje„ « 1,5.

Следовательно, в рассматриваемых условиях удельное (на 1 моль) влияние карбамида на £<рнст примерно в 1,5 раза сла­бее, чем влияние воды.

Приведенные данные о влиянии примеси карбамида на темпера­туру кристаллизации раствора УАС позволяют решать техноло­гические задачи по снижению рецикла воды в реактор синтеза за счет частичной замены воды карбамидом в растворе УАС без на­рушения гомогенности раствора.