Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
Отметим две особенности еще одной модификации технологической схемы 110, 11]. После сжатия CO2 до давления синтеза большую часть его подают непосредственно в реактор, а небольшое количество смешивают с лтотоком газов дистилляции высокого давления перед карбаматный конденсатором. Это обусловлено тем, что теплота образования карбамата аммония из всего свежего количества CO2 избыточна по сравнению с той, которая требуется в реакторе. Конденсация смеси части свежего CO2 и газов дистилляции осуществляется в двух установленных последовательно карбаматных конденсаторах.
Опыт работы первого агрегата описан в работе [12]; особое внимание в ней уделено изложению техники пуска установки. Исходя из двухлетнего опыта эксплуатации установки специалисты фирмы [1, 12] отмечают, что за счет устранения необходимости рециркуляции РУАС с помощью механических средств, а также снижения количества регулирующих клапанов высокого давления по сравнению с обычными схемами, снижены эксплуатационные расходы и, в частности, затраты на ремонт. Проще стал контроль производства. Сокращена продолжительность остановки и пуска агрегата.
Технические усовершенствования
В последующих проектах фирма «Снам Проджетти» применила ряд усовершенствований. На первых установках, чтобы обеспечить самотечное движение рециркулируемого РУАС, карбаматные конденсаторы устанавливали не ниже уровня верхней крышки реактора. В результате для размещения основного оборудования контура синтеза (кроме реактора в него входит дистиллятор и карбаматный конденсатор) приходилось применять 113) вертикальную опорную металлоконструкцию высотой около 70 м, причем оборудование на ней располагали на разной высоте. Это обстоятельство обусловливало значительное удорожание монтажных работ, особенно для многотоннажных агрегатов. Кроме того, дорогостоящим и сложным было техническое обслуживание оборудования, что повышало длительность простоев и приводило
к снижению выработки продукции. Наконец, при вертикальной компоновке неизбежен повышенный расход труб.
Специалисты фирмы разработали и внедрили метод рецикла раствора УАС через эжектор 19] с использованием в качестве рабочего потока направляемого в колонну синтеза жидкого NH3. Перепад между давлением рабочего и смешанного потоков составляет 4,1 — 8,2 МПа. Зависимость величины повышения давления карбаматного раствора от расхода раствора при обеспечении максимальной эффективности эжектора по данным [9] приведена на рис. IV.11. Эжектор очень прост по конструкции, изготовлен из нержавеющей стали марки AISI 316LSS.
Рассматриваемый участок схемы характеризуется очень низкими энергозатратами и очень простой схемой управления узлом синтеза. Но, самое главное, включение эжектора позволило перейти от вертикальной компоновки оборудования агрегата к гб-
40 50 4Wc
Рис. IV.11. Зависимость между величиной повышения давления AP и расходом qPyxc раствора карбамата аммония при перепаде давления NH3 в эжекторе 6,89 МПа. Линия А соответствует максимальному к. п. д. эжектора при постоянном количественном соотношении между аммиаком и раствором. Расход аммиака, т/ч:
9; 2 — 11; 3 — 13; 4
15.
Рис. IV-12. Схема размещения оборудования узла синтеза при горизонтальной компоновке с использованием эжектора для рецикла раствора карбамата аммония:
/ — реактор; 2 — конденсатор; 3 — дистиллятор; 4 — эжектор; p — регулятор; ИУ — измеритель уровня; ИД — измеритель давления; А, В, С — регулирующие клапаны.
ризонтальной (рис. IV. 12). Карбаматный конденсатор также размещен на нулевой отметке. При горизонтальной компоновке отпадает необходимость сооружения дорогостоящей металлоконструкции, упрощается и удешевляется обслуживание и ремонт оборудования. Лишь несколько возрастает площадь территории установки [13].
Перейдем к рассмотрению других усовершенствований. На первых установках в нижнюю часть дистиллятора подавали в качестве стриппинг-агента газообразный NH3. Однако вследствие высокой растворимости NH3 в плаве синтеза сравнительно высокой была нагрузка системы дистилляции низкого давления. Этот недостаток удалось устранить за счет уменьшения (вплоть до полного исключения) подачи NH3 в дистиллятор и увеличения избытка NH3 в реакционной смеси на входе в колонну синтеза [13]. Этот модифицированный вариант процесса называют [14 I автостриппинго.м (селфстриппинг). Вследствие высокого значения L в плаве синтеза, поступающем в дистиллятор, эффективность его работы не снижается. Зато значительно снижается количество растворенного NH3 в потоке, покидающем дистиллятор, и существенно упрощается дальнейшая дистилляция плава синтеза. Степень разложения карбамата аммония в дистилляторе составляет я^90%. Число стадий разложения остаточного карбамата сокращается до двух, уменьшается расход пара на ступенях дистилляции низкого давления, отпадает необходимость установки испарения аммиака, снижаются капитальные вложения и упрощается эксплуатация оборудования 113, 14].
Отделение синтеза в усовершенствованных установках состоит всего лишь из реактора, дистиллятора и одного карбаматного конденсатора.
