Раствор - углеаммонийная соль
Cтраница 4
При получении карбамида по способу Stamicarbon ( Голландия) ( рис. VIII-9) степень рекуперации непрореагировавшего аммиака и диоксида углерода достигает 90 - 92 % вследствие повышения давления в узлах первой и второй ступеней дистилляции до ( 1 8 - 2 5) 106 Па и ( 2 5 - 3) - 105 Па и температуры до 160 и 140 С. Повышение давления в первой и второй ступенях дистилляции приводит к снижению содержания воды в смеси, подаваемой в колонну синтеза, а это способствует увеличению выхода карбамида с единицы реакционного объема и частичному снижению эксплуатационных расходов в результате уменьшения расхода оборотной воды в растворе углеаммонийных солей. Колонны синтеза при работе по способу Stamicarbon корродируют меньше, чем при работе по схеме Миллера, вследствие использования более низкого давления [ ( 1 9 - 2 0) - 107 Па ] и более низкой температуры ( 180 - 190 С), а следовательно, снижаются капитальные затраты. К недостаткам данного способа следует отнести отсутствие замкнутых циклов рекуперации энергии, оборотной воды, низкую степень рекуперации аммиака. [46]
Плав, содержащий 35 - 38 % NH3, 10 - 12 % СО2, 28 - 35 % СО ( NH2) 2 и 19 - 23 % Н2О, дросселируется до 18 am и поступает в верхнюю часть ректификатора 14 узла дистилляции I ступени. При этом из плава выделяется часть аммиака, вследствие чего его температура падает до 120 - 125 С. В последнюю подается также раствор углеаммонийных солей из II ступени дистилляции. Этот раствор насосом 50 подается в смеситель узла синтеза. [47]
Наружный стакан установлен на днище колонны. Сквозь днище стакана в центре пропущены две концентрические трубки, уплотненные в днище колонны и в подсоединенном к нему снизу тройнике. По кольцевому зазору трубок подводится раствор углеаммонийных солей, а по центральной трубке ( конец которой выведен в стакан несколько выше днища) - двуокись углерода. [48]
 |
Схема производства карбамида с полузамкнутым циклом ( отделение синтеза и дистилляции. [49] |
Схема с полным жидкостным рециклом ( рис. V-13) отличается тем, что только часть избыточного аммиака возвращается в колонну синтеза карбамида в газообразном виде, а остальная его масса - с концентрированным углеаммиачным водным раствором. Для очистки аммиака от СОз и образования углеаммиачного раствора служит промывная колонна, в которую поступают газы из ректификационных колонн 1 - й и 2 - й ступени дистилляции. Раствор возвращается на синтез через смеситель, а газообразный аммиак охлаждается водой в конденсаторе, сжижается и поступает в сборник жидкого аммиака. Газы ректификационной колонны 2-ой ступени сначала конденсируются и вводятся в промывную колонну в виде раствора углеаммонийных солей. Таким образом, система работает в замкнутом производственном цикле, обеспечивая поддержание постоянного соотношения NH3: СОг: НЮ в реакционной смеси, образующейся в смесителе колонны синтеза. [50]
Промывная колонна, служащая для отделения аммиака от двуокиси углерода, снабжена регуляторами температуры и уровня. Температурный режим в колонне регулируется по температуре в ее нижней части. Регулирующий клапан установлен на линии аммиака, подаваемого на орошение в среднюю часть колонны. Регулятор уровня состоит из пневматического датчика, вторичного прибора и гидромуфты, установленной на насосе для перекачивания растворов углеаммонийных солей. Датчик регулятора уровня подобен такому же датчику в узле дистилляции. [51]
Карбамид из бункера / шнеком 2 подается в реактор 3 с внешним подогревом, где примерно при 325 С в кипящем слое разлагается с образованием циановой кислоты и аммиака. Для создания кипящего слоя применяют износоустойчивые неметаллические частицы; линейную скорость в слое регулируют потоком аммиака. Образовавшаяся в первом реакторе смесь паров циановой кислоты и аммиака с температурой 310 - 330 С направляется в реактор 4, в котором продувается через слой катализатора. Смесь газов после реактора 4 направляется в конденсатор 5, куда подается вода. Вследствие быстрого охлаждения меламин выделяется в осадок; образовавшаяся суспензия через сепаратор 6 подается на центрифугу 8, после чего влажный меламин направляется на сушку, дробление и упаковку. Вытекающий из скруббера 40 - 50 % раствор углеаммонийных солей подается в производство карбамида, а газовая фаза из верхней части скруббера вентилятором 12 направляется в колонну для осушки аммиака 13, куда добавляется свежий - аммиак. По этому методу удается получить меламин с содержанием основного вещества 99 9 %; при этом на синтез 1 т меламина расходуется 3 35 т карбамида. В качестве побочных продуктов получается менее 1 т аммиака и более 1 т двуокиси углерода, которые используются в производстве карбамида. [52]
В колонне дистилляции происходит выделение из плава части избыточного аммиака, а также незначительное разложение карбамата аммония, что приводит к загрязнению газовой фазы двуокисью углерода. Для очистки аммиака от последней служит колонна фракционирования 7, орошаемая аммиачной водой ( 80 - 90 % NH3), которую готовят в смесителе 3 из 15 - 25 % - ной аммиачной воды или конденсата и жидкого аммиака. Отмытые от СО и осушенные пары аммиака с температурой около 50 - 60 С направляются для сжижения в два последовательно включенных конденсатора 8, из которых первый по ходу газа изготовлен из стали Х18Н10Т, а второй из углеродистой стали. Необходимость применения специальной стали для первого конденсатора обусловлена тем, что в газовой фазе присутствует некоторое количество двуокиси углерода ( 0 02 - 0 05 %), ускоряющей разрушение трубок из углеродистой стали. Жидкий аммиак собирается в сборнике 15 и насосом 16 возвращается в колонну синтеза. Раствор карбамида из колонны дистилляции 6, частично освобожденный от аммиака, дросселируется до давления 1 5 - 1 7 am и подается на глухую тарелку колонны дистилляции II ступени 9, сюда же или на третью ( сверху) тарелку подается раствор углеаммонийных солей, полученный в колонне фракционирования. На верхнюю тарелку колонны 9 поступает конденсат соковых паров выпарки. Раствор с глухой тарелки подается в кипятильник 13 и затем возвращается в нижнюю часть колонны, где на тарелках происходит практически полное разложение карбамата аммония и отгонка двуокиси углерода и аммиака в газовую фазу, которая после отделения брызг карбамида соединяется с газом, покидающим конденсатор I ступени, и направляется в скруббер-нейтрализатор для получения раствора нитрата аммония. В нижней части колонны дистилляции II ступени поддерживается температура 95 - 115 С, в верхней 65 - 70 С. [53]
Поэтому возникает необходимость утилизации аммиака и диоксида углерода, не вступивших в реакцию. В промышленности применяют различные способы утилизации. При этом аммиак поглощается, а диоксид углерода возвращается в процесс. Недостатком описанного способа являются большие мощности производства солей, которые необходимы, чтобы обеспечить полное улавливание непрореагировавшего аммиака. Производство при этом становится весьма капиталоемким и недостаточно технологически гибким. Необходимо отметить, что производство большинства солей экономически менее выгодно, чем производство карбамида. Поэтому более распространенными являются не открытые схемы, а схемы рециркуляционные, где предусмотрено полное возвращение аммиака и диоксида углерода на стадию синтеза. Газовый рецикл предполагает обязательное разделение аммиака и диоксида углерода и их возвращение порознь [ 7, с. При этом возникает необходимость либо в селективной сорбции аммиака растворами слабых кислот, либо в селективной сорбции диоксида углерода растворами слабых оснований, что значительно увеличивает капиталовложения, энергозатраты и себестоимость карбамида. Поэтому чаще используют систему с полным жидкостным рециклом. На рис. 1 - 2 представлена блок-схема этого процесса. Как видно, часть аммиака возвращается в реактор после конденсации избыточного чистого аммиака, а часть в виде раствора углеаммонийных солей. Количество циркулирующих аммиака и диоксида углерода составляет соответственно 150 - 160 и 50 - 60 % от исходных продуктов. Возвращение воды вместе с углеаммонийными солями неизбежно уменьшает степень превращения продуктов реакции в колонне синтеза и, в свою очередь, увеличивает объем рецикла. [54]
Страницы: 1 2 3 4