Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
2 3 4 3 6 Издыток аммиака (NH3:C02)
Рис. 37. Зависимость равновесного выхода карбамида от избытка аммиака
странство цилиндра. Колонна работает при режиме вытеснения. Плав карбамида отводится из верхней части колонны, дросселируется до атмосферного давления и направляется в дистилляцион-ную колонну, где от раствора карбамида отгоняются аммиак и продукты разложения углеаммонийных солей. Раствор карбамида упаривают в выпарном аппарате и кристаллизуют или гранулируют карбамид в грануляционной башне.
Газы дистилляции направляют на регенерацию. Схемы производства карбамида отличаются разными методами разделения
гда,+со,+н.,о)
Аммиак жидкий.
К Вакууму
BQ-i
Sn
Воздух
4
Mim 1 її'11
Конденсат
Рис. 38. Схема производства карбамида:
Воздух
Кардамид
1 — насос; 2 — компрессор; 3 — колонна синтеза; 4 — внутренняя реакционная камера; 5 — дистилляционная колонна; в — выпарной аппарат; 7 — сборник плава; 8 — грануляционная башня; 9 — транспортер
и регенерации этих газов: использованием их в смежном производстве аммиачной селитры, разделением путем избирательной абсорбции CO2 и NH3 различными поглотителями и возвратом обоих реагентов в процесс (газовый рецикл), поглощением NH3 и CO2 из газа инертным минеральным маслом с образованием суспензии карбамата аммония в масле, которую возвращают в колонну синтеза, возвратом в цикл NH3 и CO2 в виде водных растворов аммонийных солей (жидкостной рецикл) и т. п.
6. сода
Натриевые щелочи, называемые в промышленности содо-пРодуктами, вырабатываются и потребляются в огромных количествах. К содопродуктам относятся кальцинированная сода (карбонат Натрия) Na2CO3, двууглекислая, или питьевая, сода (бикарбонат Натрия) NaHCO3, кристаллическая сода Na2CO3-IOH2O1 тяжелая с°Да Na3CO3-H2O и каустическая сода (едкий натр) NaOH. В наи-
больших масштабах производится и применяется кальцинированная сода, являющаяся одним из важнейших химических продуктов и исходным материалом для многих производств.
Карбонат натрия —белый кристаллический порошок, пл. 2,53 г см3, т. пл. 853° С, насыпная плотность около 0,5 т/м3. Водные растворы соды имеют сильно щелочную реакцию в результате гидролиза Na2CO3. Кальцинированная сода применяется в промышленности неорганических веществ, для получения остальных содо-продуктов и ряда солей в металлургии, в стекольной промышленности, для очистки нефтепродуктов, в целлюлозно-бумажной, лакокрасочной, текстильной, кожевенной и многих других отраслях промышленности. Основные потребители более сильного основания — едкого натра — алюминиевая, нефтеперерабатывающая, целлюлозно-бумажная, мыловаренная, лакокрасочная отрасли промышленности, производство искусственного шелка, промышленность органического синтеза. Кальцинированная сода представляет собой соль сильного основания и слабой кислоты. Получение этого многотоннажного продукта служит примером крупного солевого производства, основанного на хем^сорбционных процессах в системе жидкость — газ.
Аммиачный способ производства соды является в настоящее время основным промышленным способом. Практические основы его были разработаны в конце XIX в. бельгийским инженером Сольве, а теория процесса русским ученым П. П. Фе-дотьевым и затем другими советскими учеными. Сыр ь е M для производства соды по аммиачному способу служат известняк или мел, поваренная соль в виде насыщенного раствора и аммиак. В различных стадиях аммиачно-содового производства протекает ряд реакций: суммарная реакция
NaCl + NH3 + CO2 + H2O =; Na HCO3 +NH4Cl (а)
Реакция (а) имеет несколько стадий, протекающих при последовательном насыщении раствора NaCl аммиаком (аммонизация) и двуокисью углерода (карбонизация), которые можно упрощенно изобразить реакциями монокарбонизации
2NH3 + CO2 +H2O = (NH4J2CO3 (б)
бикарбонизации
(NH4J2CO3+CO2+ H2O = 2NH4HCO3 (в)
и обменного разложения
NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl (г)
Аммонизация рассола необходима для введения в него двуокиси углерода, не растворимой в насыщенном растворе NaCl. Дальнейшее поглощение CO2 аммонизированным рассолом происходит в результате взаимодействия с растворенным аммиаком (хемосорбции). Реакция (г) является основной стадией аммиачно-содового процесса и выход продукта —бикарбоната натрия —определяется условиями ее равновесия. Наименее растворимый бикарбонат натрия выпа-
дает в осадок, который отфильтровывают и прокаливают (кальцинируют). При этом образуются конечные продукты —кальцинированная сода и двуокись углерода, используемая для карбонизации
2NaHCO3 = Na2CO3+ CO2+ H2O (д)
Таким образом, затраченная двуокись углерода регенерируется. Потери CO2 восполняются двуокисью углерода, получаемой обжигом известняка:
CaCO3 = CaO+ CO3-177,9 кДж " (е)
Полученная при обжиге известь идет на приготовление известкового молока:
CaO+ H2O = Ca(OH)2 (ж)
Известковое молоко необходимо для регенерации аммиака из маточного раствора (фильтровой жидкости), полученного после отделения .бикарбоната. Регенерация производится дистилляцией фильтровой жидкости, смешанной с известковым молоком:
