Усовершенствование системы дистилляции плаза синтеза на основе применения эжектора
К числу существенных недостатков наиболее распространенных схем производства карбамида с жидкостным рециклом относится неудовлетворительная эффективность узла дистилляции плава синтеза и, прежде всего, первой ступени дистилляции. Обычно, при 1,6—1,8 МПа степень отгонки NH3—ад составляет 0,88—0,90, а С02 — рд — 0,86—0,88. Поскольку эти 110
|
Пары NH3
Рис. III.1. Схема производства карбамида с усовершенствованной системой дистилляции: 1 — колонна синтеза; 2 — сепаратор (давление 6—14 МПа); 3 — колонна дистилляции 1 ступени (давление 1,6 — 1,8 МПа); 4 — сепаратор (давление 0,8 — 1,2 МПа); 5 — эжектор; 6 — промывная колонна (давление 1,6 — 1,8 МПа); 7 — насос. |
Показатели сравнительно далеки от единицы, велика нагрузка аппаратуры па стадиях низкого давления: второй и третьей ступеней дистилляции, а также системы абсорбции —десорбции. Это обусловливает громоздкость агрегата синтеза карбамида, повышенные капитальные затраты, высокий рецикл воды в колонну синтеза, большое количество сточных вод и, самое главное, высокий уровень энергозатрат.
Для повышения степени отгонки NH3 и С02 в узле дистилляции первой ступени давление в этом узле следует поддерживать на минимальном уровне, при котором обеспечивается удовлетворительная степень конденсации паров возвратного аммиака. Другими словами, в периоды, когда охлаждающая вода, поступающая из оборотного цикла, имеет низкую температуру, давление дистилляции первой ступени следует устанавливать вблизи нижнего предела, предусмотренного регламентом цеха (разумеется, с соблюдением взрывобезопасных условий эксплуатации аммиачных конденсаторов).
К числу наиболее доступных и эффективных относится способ [23] дистилляции, принципиальная схема которого показана на рис. III. 1.
Чтобы существенно повысить'значения ад и |3Д, нужно снизить давление в узле дистилляции: первой ступени Рд до 0,8 — 1,2 МПа. Для сохранения нормальных условий работы промывной колонны процесс в ней ведут при Р = 1,6—1,8 МПа. Требуемый уровень давления газовой смеси перед колонной обеспечивают путем применения эжектора, где в качестве рабочего потока используют газообразный NH3 с примесью С02, отсепарированный из плава синтеза при Р я* 6—14 МПа, либо сжатый водноаммиач - ный раствор [23].
Связь между уровнем давления Яд и глубиной дистилляции плава синтеза самоочевидна; но количественные характеристики ад и' Рд для промышленных агрегатов синтеза карбамида при Яд < < 1,5 МПа в литературе отсутствуют. Поэтому в одном из действующих цехов были проведены опыты по определению степеней отгонки NH3 и СО, из плава синтеза при Р — 1,35 МПа. Чтобы обеспечить соблюдение нормального технологического режима работы всего агрегата производства карбамида и, прежде всего, требуемую степень конденсации паров возвратного аммиака, опыты проводили зимой, когда температура оборотной воды составляла 12—14 °С. Было установлено, что при снижении Рд до 1,35 МПа значения ад и рд возрастают до 94,0—94,5%. Следовательно, при осуществлении усовершенствованного способа [23] нагрузка аппаратов дистилляции второй и третьей ступеней будет снижена в несколько раз.
В заключение отметим основные преимущества изложенного способа дистилляции, который позволяет:
Уменьшить степень образования биурета путем снижения температуры дистилляции;
Уменьшить нагрузку карбаматных насосов и рецикл воды в колонну синтеза;
Повысить уровень оптимального значения L в зоне синтеза и соответственно хв\
Обеспечить замыкание рецикла неконвертированного сырья без необходимости рекуперации аммиака в смежных производствах и без дополнительного усложнения технологической схемы (за счет применения двухступенчатой конденсации газов дистилляции второй ступени с последующей ректификацией аммиачной воды, а также многоступенчатой абсорбции NH3 из отходящих газов при низком давлении).
