Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
Другие возможные варианты: привод от паровой турбины с промежуточным впрыском пара (рис. IV.7, б); перегрев пара низкого давления в теплообменнике паром высокого давления (рис. IV.7, в); перегрев пара низкого давления путем добавления пара высокого давления (рис. IV.7, г).
1 Указанные иа рис. IV.7 значения давления в тексте данного раздела округлены.
6* 163
255 МПа; 533 К
450 кг
6 6 г
2,55МПв;603 К. 2.СЗМ
тззмт;
2,55МПа;603К 4 УЩК,4Г,0>«
т"г119й кг;2,55ЫПй\60оК
-342 MДж
^55УЩ Г '"*4Ї8К:450кг
"Т"
0,0098МПа
2,55 МПа; 803 К е
ЇО.ООУВМт У і
(Я9У1Щ413К; 0,0090 MIlU 0,0098МПа
450 кг
2.55МШ;603п ж
0Д<?МПа;
573 К у 450 кг
I 2,55МПа; 543 К
246,4 МДт.
0,39MTla;4Id К; 0,39МПа;433К9 0.39МПа;4ЮИ; 0,35МПа;418Л";
0,0023 МПа
450кг -230,4 MДж
450 кг )9d M Дж
0.0098 МПа
I
К центробех-снощ/ I—-—| К парии
<- компрессору -]---»-юмпре.
0,098-4,90 МПа ^--J 4,90-/3,.
0,39 МПа; 0,00?вМПа 47ЄК
поршнсЗому ссору 173 M Па
2,26 МПа
Рис. IV.7. Схемы компримирования CO2 с использованием парового привода:
а, б, б, г — поршневой компрессор; 5, е, ж — центробежный компрессор (сжатие до 5 МПа); з — двухступенчатое компримирование до 14 МПа. Потоки даны в расчете на 1 т карбамида.
Компримирование CO2 до 5 МПа центробежным компрессором с приводом от паровой турбины и последующее сжатие в поршневом компрессоре с электроприводом. Насыщенный пар низкого давления перегревают в теплообменнике паром высокого давления (рис. IV.7, д). Удельная (на 1 т карбамида) экономия электроэнергии составляет 248 МДж; однако, как и в предыдущем варианте, для достижения этой экономии требуется тепло пара высокого давления. Здесь также пар низкого давления можно перегревать путем прямого смешения с паром высокого давления (рис. IV.7, е); возможно также прямое использование пара низкого давления (рис. IV.7, ж).
Компримирование CO2 до 5 МПа центробежным компрессором с приводом от паровой турбины с последующим сжатием до 14 МПа в поршневом компрессоре с паровым приводом. Обычно 164
имеющийся в наличии пар обладает значительно большим давлением, чем необходимо для стриппинг-процесса (4—6 МПа против 2,0—2,5 МПа). В этом случае для второй ступени сжатия CO2 используют паровую турбину, в которой пар высокого давления расширяется, например, от 6,0 до 2,3 МПа; центробежный компрессор приводят в действие турбиной на получаемом в процессе паре с давлением 0,4 МПа, который перегрет добавлением пара высокого давления или в теплообменнике, как упоминалось выше (рис. IV.7, з).
Такой вариант имеет ряд преимуществ:
1) обе машины —центробежный компрессор низкого давления и поршневой компрессор высокого давления —будут работать в хорошо освоенном диапазоне параметров;
2) максимальное использование центробежного компрессора снижает капитальные затраты и эксплуатационные расходы, увеличивает надежность по сравнению с поршневыми машинами того же давления;
3) применение турбины на расширяющемся паре от 6,0 до 2,3 МПа для привода поршневого компрессора позволяет уменьшить диаметр ротора турбины и, следовательно, делает лопатки менее чувствительными к вибрации, создаваемой поршневым компрессором.
На рис. IV.8 приведена схема распределения водяного пара с давлением 5,6 МПа на установке, в которой для сжатия CO2
5,ВЫПа;441К
13,5 кПа
Вода^
К вакуумной линии
Кпотребителям конденсата
\ 0,35 una
Вода
В атмосферу
( ?-Пар
—( ) 7
Рис. IV.8. Схема распределения водяного пара с давлением 5,6 МПа:
1 — паровой котел; 2 — компрессор CO2; 3 — насосы с паротурбинным приводом; 4 — дистиллятор; 5,8 — емкости; 6 — конденсатор карбамата; 7 — деаэратор; 9 — пароохладители.
от 0,014 до 14,7 МПа используют центробежный компрессор для CO2, приводимый в действие паровой турбиной [6]. Эта схема разработана для варианта процесса, при котором карбамид выпускают в гранулированной форме. В этом случае требуется значительный расход пара низкого давления для упаривания раствора карбамида, отводимого из скрубберов для улавливания пыли карбамида из воздуха со стадии гранулирования. Поскольку потребность в паре для турбины превышает расход пара в процессе, лишний пар после турбины отводится через вакуумную линию на конденсацию. Чистый конденсат циркулирует в замкнутом цикле. Общее количество пара, потребляемое турбиной, составляет 60 т/ч, из них 24% в процессе далее не используется [6].
Коррозия и борьба с ней
Коррозионностойкие материалы. Для изготовления аппаратуры агрегата синтеза карбамида в стриппинг-процессе «Стамикарбон» рекомендуют [4] применять сталь AISI 316 (18% Cr, 12% Ni, 2% Mo). Нержавеющая сталь, содержащая Mo, обычно менее подвержена коррозии в среде, где присутствуют CO(NH2)2 и сопутствующие его синтезу вещества, чем сорта, не содержащие молибден. Слишком высокое содержание Mo (выше 5%) нежелательно [4], вероятно, из-за образования интерметаллических фаз. Содержание углерода также играет важную роль, так как при 723—1173 К нестабилизированные материалы с высоким содержанием углерода склонны к осаждению карбида хрома на поверхности зерен. Возникающее местное уменьшение содержания хрома приводит к резкому снижению коррозионной стойкости. Осаждение может быть предотвращено закалкой и отжигом при 1273—1373 К, снижением содержания углерода (сорта L содержат менее 0,03% С) или добавкой стабилизаторов (Ti, Nb или Та).
