Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
0
130—240
0,30—0,676
3-7
17
Кияма и др.
2
0
150—210
0,1—0,7
= 3
16
Киносита
2
0—10
190
0,2—0,6
^3
20
Киносита
2
0
130—180
0,2—1,0
20—24
26
Кавасуми
2
0,2—1
160
0,63—0,74
20—24
6
»
1,6—3,0
0
160
0,60—0.73
20—24
8
»
4—6
0
130—240
0,592—0,993
0,17—0,5
179
Оцука и др.
2—6
0
(85-195
0,7
—
12
Ефремова и др.
4
0
133—246
0,75—0,90
8—70
73
Кучерявый и др.
3-5
0—0,8
190
0,75
«6-7
7
То же
4
0,5
190
0,30—0,85
6-7
4
»
1 При ( < 120 °С данные относятся к системе H2NCOONH4-NH3-H2O.
В ряде случаев, например, при изучении теплофизических, коррозионных и прочих свойств системы NH3—CO2-CO(NH2)2— —H2O, при получении различных продуктов на основе карбамида, для вычисления х* нельзя воспользоваться уравнением (11.1). В соответствующих опытах на лабораторных установках в статических условиях регламентированному изменению доступна величина рсм, а не Р. Поэтому на основе экспериментальных данных, полученных при исследовании системы NH3—CO2-CO(NH2)2—H2O в статическом автоклаве, с использованием наиболее достоверных литературных сведений авторами [16J составлено обобщенное уравнение зависимости х* — t — рсм — L — W:
х* = 0,0413/— 14,07рсм— ІІ.206І — 16,ЗЗГ-f 0,023721/— -6,21Sp-J+44,48InL 4- 7,340LpCH 4- 30,60 (II.2)
В отличие от уравнения (11.1) здесь х* — степень превращения всего исходного количества CO2 в карбамид, %.
Уравнение (II-2) составлено по данным 102 опытов, охватывающих следующие интервалы изменения переменных: ?= 160-200 °C; рсм = 0,3-1,0 г/см3; L = 2-5; № = 0-1,5. При этом /> = 0,990; о> = 1,6%.
Равновесное давление. Зависимость величины Р* от условий синтеза, как видно из табл. II.2, изучали многие авторы [171. Тем не менее, область параметров процесса L > 2 и W > О, представляющая наибольший практический интерес, до недавнего времени оставалась неизученной.
Уравнения для вычисления P*, предложенные в работе [18], применимы только при L = 2, W = O. Составленное позднее уравнение [19], которое используется в кинетических и технологических расчетах [1 ], относится к W = 0 и получено по экспериментальным данным в сравнительно узких интервалах изменения t и рсм.
Выразить зависимость Р* = f (t, рсм, L, W) для широкого интервала параметров в виде одного обобщенного уравнения не представляется возможным: функция чувствительна к степени химического взаимодействия реагентов; частные зависимости Р* — L при неизменных t, рсм и W имеют экстремальный характер; в области параметров, представляющей практический интерес, может изменяться число компонентов системы и возможны переходы системы из гетерогенного состояния (жидкость—газ) в гомогенное (жидкость либо газ) [17, 20—23].
В работе [24] путем обработки результатов систематических измерений равновесного давления [20—22] приведены уравнения (II.3)—(II.5) для вычисления равновесных значений Р:
Рж = — 31,945/ — 102-3965,1/-! 4- 0,05820/2 4- 310, III 4-938,99L"1 — -25,87L2 4- 0,6719W — 3017,6рсм - 99,03Sp-1 4- 1998,7р2см 4-6247,8 (II.3)
Pf ~г = — 1,5810/+ 10—3-5,1730/2 4- 3,5030рсм + 1,669L-— 0,4565Г — 0.98165Г2+ 120,98 (11.4)
Pf~r= — 2,1796/+ 10-3-7,078/2+ 0,33275рси- 32,303L + + 4,8638L2+ 0,4148IF+ 225,98 (11.5)
Основные характеристики этих уравнений сведены в табл. 11.3.
Кроме того, составлены уравнение (11.6)-(11.9) для вычисления Lmin, Ргр, ргр, /гр: Lmin -— величина соотношения NH3 : CO2, отвечающего [17, 20—22] минимуму на кривой Р* — L при заданных t, рсм, W; Ргр, ргр) trp — параметры системы [20—23] на границе перехода из двухфазной области (жидкость—газ) в однофазную (жидкость). Основные характеристики уравнений (11.6)— (11.9) помещены в табл. II.4.
Lmin = -0,11744/ + 10-4-3,6715/2 — 3,9043рсм —
-0,10327P"1 + 1,9739р2м+0,9071«7-0,203081Г2+ 13,665
(П.6)
Pr1, = — 2,0126/+ 10-3-6,3454/2 + 1,752L+ 10"3-! ,523L2 +
+ 2,095W- 1,604W2+ 163,10
(П.7)
ргр= 2,40565/ — 8447,0/-1 —56,9749/0-5— 10~3- 1,51286/2 —
— 0,1551 L + 10~3- 7,189L2 — 10-3-5,514Г + 428,717
(11.8)
/гр = 5,5431P-10--6,7827/52 + 10,70L — 1,899L2 +
+ 0.3163Г + 0.9082Г2 + 98,90
(I1.9)
Если заданное значение рсм > ргр, для вычисления Р* следует использовать уравнение (П.З), если же рсм < ргр, необходимо предварительно вычислить Lmit!. При L > Lmln для расчета Р* служит уравнение (II.4), при L < Lmjn — уравнение (И.5).
Таблица 11.3. Характеристики уравнений (11.3)-(11.5)
Характеристики
Уравнении
(П.З)
(П.4)
(П.5)
Число экспериментальных точек, по которым составлено уравнение . . Интервалы изменения переменных, к которым относятся экспериментальные данные:
/,0C.............
рсм, г/см3...........
W...............
Область применения уравнения:
opt, МПа...........
- 73
160—220 0,75—0,92 3-5 0—1,5 Однофазная (жидкость) 0,965 3,99
76
160-200 0,3—0,85 «5 0-1,5 Двух' (жидкое 0,995 0,284
68
160—200 0,3—0,85 Ss2,5 0—1,5 іазная ть—газ) 0,989 0,422
