Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
паров из II дистиллятора) после газожидкостной сепарации, дросселирования жидкости до давления 0,08 МПа и отпарки в кипятильнике остаточного NH3 сливается в канализацию. После отделения воды пары под давлением 0,08 МПа совместно- с газами из III дистиллятора поступают в абсорбционную колонну, где NH3 и CO2 подвергают конденсации-абсорбции. Несконденсированные газы дистилляции под давлением 0,55 МПа, соединившись с холодным аммиачным раствором из абсорбера, работающего под давлением 0,08 МПа, конденсируются и поступают в качестве абсорбента в ректификационную колонну, работающую под давлением 1,8 МПа, в которую снизу входят пары из I дистиллятора, а сверху — жидкая аммиачная флегма.
Отходящий сверху газовый поток представляет собой чистый (99,9%) NH3, а отводимый снизу жидкостный поток — РУАС. Оба эти потока рециркулируют в узел синтеза CO(NH2)2. Избыточный жидкий NH3 отводят за пределы установки.
Изложенный интегральный метод отличается следующими характерными особенностями [7, 20].
1. По сравнению с раздельным производством NH3 и CO(NH2)2 исключены узел отмывки CO2 из конвертированного газа и узел конденсации NH3 из продукционной газовой смеси после реактора синтеза NH3.
2. Большая часть теплоты образования карбамата аммония утилизируется путем предварительного подогрева котельной питательной воды, проходящей по межтрубной зоне в том же направлении, что и поток аммиачной воды. В результате температура реакционной смеси превышает температуру кристаллизации карбамата аммония.
3. Влажный синтез-газ подвергается обезвоживанию под действием части NH3, рециркулируемого в реактор синтеза CO(NH2)2, что дает экономию энергии.
4. Реактор синтеза карбамида работает в автотермичных условиях. Из-за отсутствия экзотермической реакции образования карбамата аммония из свежего сырья тепловой баланс реактора должен поддерживаться средствами извне. В интегральном процессе принят наиболее целесообразный способ подведения тепла: подача горячих паров из дистиллятора непосредственно в реактор. Это позволяет обойтись без карбаматного конденсатора и существенно упростить контур синтеза CO(NH2)2, сведя его до реактора и дистиллятора.
5. Во избежание отрицательного влияния рециркулируемой воды на ха в реакторе синтеза CO(NH2)2 создают большой избыток NH3.
Тепловой баланс реактора и дистиллятора определяет оптимальное значение хв, которое выбирают с таким расчетом, чтобы полностью конденсировать в реакторе пары, поступающие из раз-лагателя.
Рис. Х.5. хв (2), L
Pc W
На рис. Х.5 показано, как идет процесс при разных значениях хв. Тепловой баланс замыкается
При Хв я» 70%. ПрИ более
низкой хв пришлось бы отводить тепло из системы, например, за счет дополнительного конденсатора; V«70% при 18O0C достигается прн L = 6,9 и под давлением 18—19 МПа.
Результаты экспериментов наопытно-промыш-ленной установке. Один из основных технологических элементов интегральной схемы «Сиам Проджетти» — новый процесс выделения NH3 из продукционной смеси после реактора синтеза NH3. Принципиальная схема процесса [21 ] выделения NH3 показана на рис. Х.6 и заключается в следующем (рассматривается вариант отдельной установки синтеза NH3). Газовый поток из реактора синтеза NH3
под давлением около 12 МПа охлаждают до 40 0C и направляют в узел абсорбции NH3. Абсорбцию осуществляют в теплообменнике с падающей пленкой, в котором поднимающиеся по трубам газы контактируют с нисходящей пленкой жидкости — воды или слабого раствора NH3. Теплоту абсорбции отводят охлаждающей водой снаружи труб. Благодаря эффективному охлаждению и мас-сообмену получается очень концентрированный раствор NH3 [50% (масс.) и выше], а содержание NH3 в газах снижается приблизительно до 0,5% (об.). Промытый газ, насыщенный водой, поступает в следующий узел осушки.
После удаления продувочных газов промытый газ смешивают со свежей N2—Н2-смесью и подают в регенеративный теплообменник, в котором он охлаждается высушенным газом до —15 ч—20 °С Здесь большая часть воды из влажного газа конденсируется до остаточного содержания 50 мг/л, а конденсат отводят в виде раствора аммиака.
Затем по ходу потока в газ впрыскивают жидкий NH3. Часть этого NH3 адиабатически испаряется, вызывая дальнейшее пере-
Зависимости <2д„ст — *в (¦/)> — хв (3) при /с = 180 °С и 1,2 для блока синтеза и стриппинг-дистил-ляции.
.Пунктиром обозначена величина фдист, соответствующая автотермическому режиму процесса синтеза.
Сдувочный газ
Синтез-газ
Рис. Х.6. Схема выделения NH3:
/ — реактор: 2,6 — холодильники; 3 — абсорбер с падающей пленкой; 4, 9 — теплообменники; 5 — сепаратор; 7 — колонна ректификации; 8 — конденсатор; 10 — аммиачный насос; // — насос для раствора аммиака; 12 — компрессор.
охлаждение, а оставшийся жидкий NH3 отделяют от газа в конечном сепараторе; в жидком NH3 содержится практически вся H2O, которая была в газе до впрыскивания. За счет регулирования количества избыточного NH3 в конечном сепараторе получают в итоге раствор NH3 достаточной концентрации 185—90% (масс.) NH3], а остаточное содержание водяных паров в высушенном газе не превышает 1—3 мг/л. Жидкий аммиак впрыскивают не столько для охлаждения газа за счет испарения NH3, сколько для промывки газа избыточным жидким аммиаком и абсорбции последних следов воды. Время контакта между жидкостью и газом в системе осушки ограничено. Это дает возможность поддерживать в высушенном газе содержание NH3 ниже насыщения, т. е. абсорбция воды происходит быстрее испарения NH3. В результате содержание NH3 в газе возрастает от 0,5 всего лишь до 1,5—2% (об.), что приемлемо для нормальной работы реактора синтеза.
