ра, 0 С5080100Скорость освіти біурета,% в час0,0030,040,115
У виробництві карбаміду освіту біурета спостерігається різною мірою на всіх стадіях процесу. Сприятливими умовами для освіти біурета є:
- видалення аміаку з сфери реакцій;
- висока температура;
- тривале перебування концентрованих розчинів карбаміду при високих температурах.
На стадії синтезу карбаміду біурет утворюється в невеликих кількостях, завдяки надлишку аміаку.
Збільшення кількості біурета спостерігається на стадіях дистиляції та випарки, так як вони пов'язані із застосуванням теплоносія - пара, що сприяє місцевим перегрівів розчину.
Для отримання карбаміду з мінімально-можливим вмістом біурета необхідно суворе виконання технологічного регламенту виробництва, а також виконання деяких додаткових заходів [7].
Дані, що характеризують вихідну сировину, матеріали та напівпродукти за складом, наведені в таблиці 1.1.4.
Таблиця 1.1.4 - Характеристики вихідної сировини, матеріалів та напівпродуктів.
Найменування сировини, матеріалів, полупродуктов.Государственний або галузевий стандарт, СТП, технічні умови, регламент або методика на підготовку сирьяПоказателі за стандартом, обов'язкові для проверкіРегламентіруемие показателі1234Амміак (NH 3) марка БГОСТ 6221-90Е1. Масова частка аміаку,% н/м 99,62.Массовая частка води (залишок після випару),% 0,2 - 0,43.Массовая концентрація масла, мг/дм 3 н/б 84.Массовая концентрація заліза, мг/дм 3 н/б 25.Давленіе, МПа (кгс/см 2) 1,0- 1,6 (10-16) 6.Температура, К (? С) 239 - 298 (- 34? 25) Діоксид углеродаСТП - 123-20021.Об'емная частка СО2,% н/м 98,52.Об'емная частка горючих,% н/б 0,05Азот газообразнийГОСТ 9293-741.Давленіе МПа0,5 - 0,7 (5-7) (кгс/см 2) Уресофт- 1501.Плотность при 20 0 С, г/см 3 1,02 - 1,12. В'язкість при 20 0 С, 2003.Точка замерзання 0 С, - 14.рН при 20 0 С (5%) 07.сенНовофлоу - 1551.Точка помутніння, 0 С lt; 802.Тоска замерзання, 0 С - 23.рН64.Плотность при 25 0 С, кг/дм 3 1,05Карбамідоформальдегідная смола КФСТУ 113-03-469-801.Массовая частка карбаміду,% 20 - 242.Массовая частка формальдегіду,% 54- 60Пар1. Тиск на вході в цех, МПа, гс/см 2 2,8 - 3,0 (28 - 30) 2.Температура, К (° С) 543 - 573 (270 - 300) 3.Хлоріди, мг/дм 3 н/б 0,24.Солесодержаніе, мг/дм 3 н/б 5,0Оборотная вода1.Давленіе на вході в цех, МПа, кгс/см 2 0,35 - 0,5 (3,5 - 5) 2.Температура, К (° С) н/б 301 (н/б 28) Конденсат в заводську сеть1.Массовая концентрація Nам., мг/дм 3 н/б 52.Молярная концентрація солей жорсткості, ммоль/дм 3 н/б 0,053.Рн6, 5 - 9,54.Массовая концентрація карбаміду, мг/дм 3 отс.5. Масова концентрація солей, мг/дм 3 н/б 7,5Натрія тріполіфосфатГОСТ 13493-861.Внешній відРассипающійся порошок білого цвета2.Массовая частка общейн/м 56,5Р 2 О 5,% 3.Массовая частка триполіфосфату натрію (Na P 3 O 10 ),% н/м 924.Рн 1% -ного водного раствора9,7 ± 0,35.Массовая частка нерозчинних у воді речовин,% н/б 0,13
1.2 Фізико-хімічні основи процесу
Виробництво карбаміду полягає у взаємодії NH 3 і СО 2 при 150-220 ° С, 7-100 МПа, в дистиляції продуктів синтезу (плава) і в переробці одержуваних розчинів в готовий продукт. При синтезі карбаміду протікають наступні основні оборотні реакції: спочатку виходить карбамат амонію:
2NH3 + CO2=NH2COONH4 + 125,69 кДж
який потім отщепляет воду і перетворюється на карбамід:
NH2COONH4=NH2 - CO - H2N + H2O - 15,51 кДж (+3702 кал/кг моль)
Процес протікає з утворенням двох фаз: газоподібної (NH 3, CО 2, Н 2 О) і рідкої, що складається з розплавлених і розчинених компонентів (аміаку, карбамат амонію, карбаміду, вуглеамонійних солей) і води. Карбамід утворюється переважно в рідкій фазі, т. Е. З розплавленого карбамат амонію. Твердий карбамат амонію при нагріванні відщеплює воду дуже повільно. На малюнку 1.2.1 наведена діаграма стану системи карбамід - карбамат амонію - аміак. На ній обмежені три поля кристалізації - (NH 2) 2 CO, (NH 2) 2 CO-NH 3 і NH 2 COONH 4 - і область розшарування, в якій система складається з двох трикомпонентних несмешивающихся рідин; точки складів цих рідин знаходяться на перетинах відповідної ізотерми з кривої, що обмежує область розшарування. Карбамат амонію при 150-220 ° С розкладається на аміак і діоксид вуглецю. Для придушення цього процесу синтез карбаміду ведуть під високим тиском.
Малюнок 1.2.1 - Діаграма стану системи карбамід-карбамат амонію-аміак.
На малюнку 1.2.2 показано зміна тиску парів над плавом залежно від температури синтезу карбаміду при різної щільності завантаження (кількості вихідних речовин на одиницю об'єму реактора). Це тиск зал...
