ТЕХНОЛОГИЯ КАРБАМИДА

Влияние различных факторов На равновесный выход карбамида

Ранее [11 были рассмотрены зависимости равновес­ной степени превращения С02 в карбамид (х*, %) от плотности загрузки автоклава реагентами, давления (Р), температуры (і), избытка аммиака и воды, различных добавок. Ниже излагаются результаты исследования роли других факторов в процессе синтеза.

Избыток диоксида углерода. Относительно избытка С02, не­смотря на ограниченное количество и противоречивость экспе­риментальных данных, длительное время специалисты придер­живались единого мнения: считалось, что избыток С02 практи­чески не влияет на х*. Недавно были поставлены [2 1 опыты с целью выявления зависимостей х* и Р* от избытка СОа при следующих параметрах системы NH3—С02—CO(NH2)a—Н20, образующейся при синтезе карбамида: мольных соотношениях NH3 : С02 = = L — 0,5 + 5,0, Н20 : С02 = W = 0, t = 190 °С, плотности за­грузки реактора по карбамату аммония рк, а = 0,226 г/см3. Было установлено, что избыток СОа в системе довольно слабо повышает х*. Изменение х* с уменьшением L в области L < 2 наблюдается до определенного значения L; при дальнейшем увеличении избытка С02 значение х* остается неизменным (рис. II. 1).

Избыток карбамида. Несмотря на промышленное использо­вание способов получения карбамида, в которых осуществляется рецикл части конечного продукта в зону синтеза, влияние избытка карбамида на равновесие упоминавшейся системы до последнего времени не было исследовано. Чтобы восполнить этот пробел, авторы [3] экспериментальным путем определили значения Р* и х* в равновесной системе NH3—С02—CO(NH2)2—Н20 в присут­ствии избытка CO(NH2)2 сверх стехиометрического количества по реакции Базарова при t— 165—200 °С, плотности загрузки авто­клава рсм = 0,30—0,85 г/см3; L = 2,5—5,0; W = 0—0,8. Значе­ния L и W приведены здесь без учета избыточного карбамида в исходной реакционной смеси; если же CO(NH2)2 учитывать, величина W < 0. Выявлено, что в определенной области пара­метров избыток CO(NH2)2 оказывает более сильное удельное (на 1 моль) влияние на свойства рассматриваемой системы, чем избы­ток Н20.

Вслед за работой [3] были опубликованы результаты разносто­роннего изучения состояния системы NH3—С02—CO(NH2)2—Н20 в присутствии избытка карбамида 14]. Установлено, что при 52
исходном составе смеси реаген­тов 0,6 моль Н20 на 1 моль CO(NH2)2 (при этом L = 2, W =— —0,4) степень конверсии С02 в жи­дкой фазе достигает 93%. Значе­ния х* в упоминавшихся опытах [3] с избытком CO(NH2)2 в ис­ходной реакционной смеси были ниже, поскольку величину X* определяли, исходя из валового состава равновесной смеси. Та­ким образом, в [случае выведения части Н20 из зоны реакции вели­чина х* существенно приближает­ся к 100%. Это хорошо со­гласуется с опытными данными [1, С. 57] по введению в реакци - Рис. II.1. Зависимость x*—L при онную зону добавки уротропина, t= 190 °С, W— 0 и рк. а = который связывает воду с образо - = 0>226 г'см3- ванием аммиака и формальдегида.

Рассматриваемые исследования [3, 4], очевидно, приобретут важное прикладное значение, когда будут найдены доступные и эффективные средства удаления Н20 из зоны реакции синтеза карбамида.