Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
выполненному в виде змеевика, который размещен между верхней и нижней крышками аппарата. За счет теплоты образования в змеевике карбамата аммония обеспечивается дополнительный подогрев реакционной смеси в верхней части реактора, температура по высоте аппарата выравнивается, повышается хв и возрастает производительность агрегата.
Чтобы снизить расход электроэнергии, компримируют и вводят в реактор только 60% свежего CD2. Остальные 40% CO2 подают непосредственно на стадиях дистилляции и абсорбции при сравнительно низком давлении. В частности, процесс в сепараторе дистилляции I ступени ведут в токе CO2. В зоне абсорбции-конденсации газов дистилляции свежий CO2 связывает избыточный NH3, так что отпадает необходимость выделения последнего в чистом жидком виде.
В зону дистилляции I ступени только часть требуемого тепла подводят с греющим паром. Значительную долю энергозатрат восполняют за счет экзотермического процесса абсорбции-конденсации газов с этой же ступени дистилляции при контактировании с частью свежего CO2 и РУАС, содержащим примесь карбамида.
Для абсорбции-конденсации газов дистилляции II ступени используют часть раствора карбамида после дистилляции с полу-
чением РУАС, который затем применяют для абсорбции газов дистилляции I ступени. Теплоту абсорбции газов I ступени утилизируют последовательно в аппаратах дистилляции I и II ступени, вакуум-испарителе раствора карбамида, подогревателях аммиака и рециркулируемого РУАС. Свежий CO2 вводят в каждый из упомянутых теплообменников для повышения температуры процесса абсорбции-конденсации и более полного использования выделяющейся теплоты. Этим же целям служит и применение карбамида в составе абсорбента.
Установленный перед карбаматным насосом непрерывнодей-ствующий анализатор концентрации поддерживает с точностью до 0,1% (масс.) постоянную концентрацию компонентов рециркулируемого РУАС путем изменения давления в сепараторе дистилляции II ступени (при этом изменяется концентрация паров воды в газах дистилляции).
Технологическая схема содержит комплекс средств защиты окружающей среды от выбросов вредных веществ. Гранулирование рекомендуют [151 осуществлять в тарельчатых грануляторах; в случае башенного гранулирования предусмотрена эффективная пылеочистка отходящего воздуха. NH3- и С02-содержащие выхлопные газы промывают водой с последующей передачей полученных растворов в узел очистки сточных вод. В этот же узел со стадии вакуум-выпарки направляют конденсат сокового пара, содержащий 2—5% (масс.) NH3, а также карбамид. Узел очистки сточных вод оборудован гидролизером и отпарной колонной для регенерации NH3, который затем передают в зону конденсации-абсорбции газов дистилляции. Очищенные сточные воды с остаточным содержанием NH3 и CO(NH2)a не более 0,020 кг/м3 каждого компонента сбрасывают в канализацию.
По данным 115 J метод «Текнип-Мавровича» используют на трех промышленных установках, а шесть других находятся в стадии строительства. По сообщениям разработчиков метода последний характеризуется самыми низкими затратами пара (ниже, чем в современных энерготехнологических стриппинг-процессах). Считается [15], что метод «Текнип-Мавровича», как никакой другой, подходит для реконструкции и модернизации действующих установок с увеличением мощности на 50% при минимальных капитальных затратах и монтаже небольшого количества дополнительного оборудования.
Метод «Монтэдисон» [16, 17]. Промышленное использование нового процесса фирмы начато с 1968 г. Технологическая схема приведена на рис. IX.6. Сжатые до давления 20 МПа NH3, примерно 75% свежего CO2 и рециркулируемый РУАС подают в реактор 3, где процесс ведут при /с = 200 °С, L = 3,4, W = 0,5—0,65; хв составляет 60—63%. Первую ступень дистилляции плава синтеза осуществляют в аппарате 4 при 8 МПа и 190 0C Газы дистилляции из аппарата 4 передают в конденсатор-абсорбер 5, где при 140 0C конденсируют основную часть газового потока с утилиза-
Рис. I Х.6. Схема производства карбамида по способу «Монтэдисон»:
/ — насос; 2 — компрессор; 3 — реактор; 4, 8, 11 — аппараты днстнлляцнн; 5, 6. 9, 12 — абсорберы-конденсаторы; 7 — карбаматный насос; 10 — скруббер; 13, 14 — ва* куум-вынарные аппараты; 15 — узел вакуум-конденсацин; 16 — ректификационная колонна; 17 — грануляционная башня; 18 — теплообмеиинк.
цией выделяющегося тепла для получения пара с давлением 0,3 МПа. Чтобы повысить степень конденсации NH3 и увеличить количество производимого пара, в аппарат 5 дополнительно подают часть свежего CO2 (около 25% от количества, предназначенного для синтеза карбамида). Оставшийся несконденсирован-ным газовый поток и полученный РУАС из аппарата 5 передают в аппарат 6, где при том же давлении и 115 °С в основном завершают процесс абсорбции-конденсации газов дистилляции. Из конденсатора 6 отводят поток инертных газов, который после отмывки в скруббере 10 от примеси NH3 выбрасывают в атмосферу. Полученный в аппарате 6 РУАС, содержание H2O в котором менее 20%, рециркулируют насосом 7 в реактор. Плав синтеза карбамида из аппарата 4 подвергают II ступени дистилляции в аппарате 8 при 1,2 МПа. Газы дистилляции II ступени конденсируют в аппарате 9 и полученный водный РУАС используют в качестве абсорбента в аппарате 5. Плав синтеза карбамида из аппарата 8 направляют на III ступень дистилляции при 0,35 МПа в аппарат //. Поток газов дистилляции конденсируют в аппарате 12, а полученный жидкостный поток используют для орошения скруббера 10. 75% раствор карбамида, выводимый из аппарата 11, упаривают при остаточном давлении 0,03 и 0,003 МПа в двухступенчатой вакуум-выпарной установке (аппараты 13 и 14). Из узла конденсации соковых паров 15 и конденсатора 18 жидкостный поток направляют в ректификационную колонну 16, где пары NH3 отгоняют и возвращают в производственный цикл. Упаренный плав карбамида после II ступени выпарки с остаточным содержанием влаги 0,3% гранулируют в башне 17.
