Колонна синтеза карбамида - чертежи, ПЗ

1.Технология производства

Синтез карбамида из аммиака и двуокиси углерода протекает по суммарной реакции

2NH3 + CO2 → CO(NH2)2 + Н2О

и состоит из стадии образования карбамата аммония:

2NH3 + СО2 → NH4–COO–NH2

и дегидратации карбамата аммония:

NH4–COO–NH2 → CO(NH2)2 + Н2O

Исходя из поставленных целей и задач, выбираем технологическую схему «Монтекатини». В основу схемы (рис 1) положен процесс полного жидкостного рецикла NH3 и С02 в виде водных растворов аммонийных солей, разработанный итальянской фирмой «Монтекатини».

В качестве исходных компонентов для процесса синтеза мочевины применяются жидкий аммиак и газообразная двуокись углерода, содержащая не менее 97% С02 и не более 1 части на миллион примеси серы. Жидкий аммиак перед поступлением в колонну синтеза пропускается через паровой подогреватель. Сжатие двуокиси углерода до давления, при котором проводится синтез, осуществляется в пятиступенчатом компрессоре.

Молярное отношение NH3: С02 при подаче в колонну составляет 3:1. Давление в колонне поддерживается 260 ат., а температура 190 °С. Ограничения рабочей температуры процесса обусловлены необходимостью уменьшения интенсивности коррозии нержавеющей стали, которая применяется для футеровки внутренних поверхностей колонны, а также для изготовления арматуры и т. д.

Выходящий из колонны плав дросселируется в испаритель первой ступени, работающий под давлением примерно 20 ат., в котором карбамат аммония при нагревании частично разлагается на NH3 и С02. Парожидкостная смесь входит затем в сепаратор первой ступени, где газы отделяются от жидкости и поглощаются водным раствором аммонийных солей, подаваемым с помощью насоса из сепаратора второй ступени.

Из испарителя первой ступени раствор мочевины, содержащий остаточный карбамат аммония и неотогнанный аммиак, поступает в испаритель и сепаратор второй ступени, работающие под давлением, близким к атмосферному. В этих аппаратах осуществляется окончательное разложение карбамата и отгонка NH3 и СО2. Для поглощения газов в сепаратор подается необходимое количество воды. Образующийся водный раствор аммонийных солей направляют, как уже упоминалось, на поглощение NH3 и С02 в сепаратор первой ступени. Высококонцентрированный водный раствор аммонийных солей из сепаратора первой ступени нагнетается насосом в колонну синтеза. Таким образом осуществляется возврат в цикл не превращенных в мочевину аммиака и двуокиси углерода.

Водный раствор мочевины, практически свободный от непрореагировавших продуктов, из испарителя первой ступени стекает в сборник, в котором специально поддерживается низкий уровень раствора, что обеспечивает минимальное время пребывания в нем горячего-раствора мочевины (во избежание образования биурета). Из этой буферной емкости раствор направляется в вакуум-выпарной аппарат специальной конструкции, откуда высококонцентрированный плав поступает в грануляционную башню. Готовый гранулированный продукт (размер гранул в основном 1—2 мм) по выходе из башни охлаждается и направляется на расфасовку или на склад. Товарный продукт содержит 46% азота, 0,6% влаги и до 1% биурета. Метод «Монтекатини» характеризуется весьма небольшими эксплуатационными расходами.