Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
В литературе 17] есть сведения о 10 установках, применяющих рассматриваемый способ.
2. Методы с жидкостным рециклом непрореагировавших веществ
Метод «Хемико» [8]. Процесс в реакторе синтеза 5 (рис. ІХ.2) ведут при Рс = 19-23 МПа, tc = 175—200 °С, L == 4 и .vB г=» 70%. Плав синтеза дросселируют до 2—2,5 МПа и направляют в сепаратор 6, а затем в теплообменник дистилляции I ступени 7, соединенный с сепаратором 8. Выделенные газы дистилля-
Рис. IX.2. Схема производства карбамида по способу «Хемико»:
/ — емкость; 2, 17 — насосы; 3 — подогреватель; 4. 16 — компрессоры; 5 — реактор; 6, 9 — сепараторы-испарители; 7, io — теплообменники дистилляции; 8, 11 — сепараторы; 12, 13 — абсорберы; 14 — насос для РУАС; 15 ~ теплообменники.
ции из аппаратов 6 и 8 направляют в межтрубную часть аппарата дистилляции II ступени 10, где они абсорбируются РУАС, выходящим из абсорбера 12. Выделяющаяся при этом теплота используется для дальнейшего разложения реакционной смеси, поступающей в трубную часть аппарата 10 через сепаратор-испаритель 9. Аппарат 9 работает под давлением 0,1—0,2 МПа. В нем выделяют часть NH3 и CO2 из жидкостного потока, идущего из аппарата 8. Остаточные количества NH3 и CO2 отделяют от раствора карбамида в сепараторе П. Газы дистилляции II ступени из аппаратов
9 и 11 направляют в абсорбер 12. Небольшое количество NH3, не поглощенного в этом абсорбере, компримируют, сжижают и возвращают в емкость 1. Раствор из межтрубной части аппарата
10 под давлением 2—2,5 МПа подают в абсорбер 13. Полученный в нем РУАС рециркулируют в реактор. Аммиак, отходящий из абсорбера 13, сжижают и возвращают в емкость 1.
Абсорбер 13 представляет собой колонну с насадкой в нижней части и с тарелками в верхней. Газы дистилляции поступают под насадку, орошаемую раствором, который циркулирует через водяной холодильник. После насадочной части газ содержит <1% CO2; в верхней части при подаче в качестве флегмы NH3 и небольшого количества воды содержание CO2 в газе уменьшается [9] до <0,0005%.
Способ «Хемико» с полным рециклом используют свыше 20 установок в различных странах [7].
Метод «Лонца» [10]. В колонну синтеза небольших размеров, работающую при tc я» 200 0C и Pn 30—35 МПа, подают NH3, CO2 и рециркулируемый РУАС, поддерживая L = 4—4,5. При этом хв достигает 74%. Дистилляцию плава синтеза осуществляют в три ступени при 1,5—1,75, 0,1 МПа и под вакуумом. После завершения дистилляции раствор карбамида упаривают в две ступени до концентрации 99,5% и затем гранулируют. Выпарную установку размещают над грануляционной башней, причем вторая ступень выпарки — роторного пленочного типа.
По сравнению с другими распространенными вариантами процесса с жидкостным рециклом рассматриваемый способ отличается в основном повышенным давлением в реакторе синтеза карбамида. Имеются сведения [7] о трех установках по схеме «Лонца-Лум-мус».
Метод «Мицуи Тоацу» (схема D) [11, 12]. От других модификаций метода «Мицуи Тоацу» с полным рециклом схема D (рис. IX.3) отличается рядом особенностей. В частности, основную часть избыточного NH3 из плава синтеза выделяют в сепараторе 6 при 6—8 МПа, откуда аммиак с примесью CO2 направляют в абсорбер 16, орошаемый раствором из абсорбера 13. Отводимый из абсорбера 16 газообразный NH3 конденсируют в аппарате 15 при смешении с жидким NH3, и смешанный поток с температурой 100—ПО 0C направляют в реактор. Раствор УАС из абсорбера 16 рециркулируют в реактор с температурой 130—140 °С.
маточный раствор
Рис. IX.3. Схема производства карбамида по методу «Мицуи Тоацу» с полным рециклом (схема D):
i — компрессор; 2 — насос для NH3; 3 — карбаматный насос; 4 — смеситель; 5 — реактор; 6 — сепаратор высокого давления; 7,8 — раалагателн среднего и низкого давления; 9 — газосепаратор; io — коиденсатор-абсорбер; // — насос; 12 — абсорбер низкого давления; 13 — абсорбер среднего давлення; 14, 15 — конденсаторы NH3; 16 -абсорбер высокого давления.
Выделение непрореагировавших NH3 и CO2 из плава синтеза карбамида, выходящего из сепаратора 6, осуществляют последовательно в аппаратах 7 и 8, работающих при среднем и низком давлении, а также в газосепараторе 9 при давлении, близком к атмосферному. Газы дистилляции из аппаратов 7 и 8 абсорбируют соответственно в абсорберах 13 и 12, а из аппарата 9 конденсируют в аппарате 10.
Избыточное тепло используют для получения пара низкого давления в смесителе 4 или для нагревания плава синтеза карбамида перед поступлением в аппарат 7.
О фактах промышленного использования процесса D сведений в литературе не имеется, но известно, что он успешно испытан на пилотной установке.
Метод «Текнип-Мавровича» [13—15]. Его принято называть способом получения карбамида с рециклом тепла, поскольку большая часть теплоты конденсации газов дистилляции первой ступени используется для выделения из плава синтеза неконвертнрованных NH3 и CO2 и концентрирования раствора карбамида.
Согласно данным 113 |, в реакторе 20 (рис. IX.4) поддерживают Рс = 21—22,5 МПа, tc = 190 °С, L = 4,0—4,5 и W = 0,4-0,6. При этих условиях величина хв достигает 70—72%. Для пассивации футеровки, выполненной из нержавеющей стали 316LSS, в реактор вводят атмосферный воздух путем сжатия компрессором 14 до 22,5 МПа и смешения с жидким NH3 либо с рециркулируемым РУАС. В отличие от подачи в смеси с CO2 принятый метод дози-
