а рис. 4.
Рис. 4. Схема отримання карбаміду з рідинним рециклом (синтез і дистиляція сплаву) [3]:
- чотириступінчастий компресор для діоксиду вуглецю; 2 - танк рідкого аміаку; 3 - плунжерний насос для аміаку; 4 - конденсатор I ступеня; 5 - колона синтезу; 6 - змішувач; 7 - плунжерний насос; 8 - промивна колона; 9 - колона ректифікації I ступеня; 10 - підігрівач I ступеня; 11 - сепаратор I ступеня; 12 - колона ректифікації II ступеня; 13 - підігрівач II ступеня; 14 - сепаратор II ступеня; 15 - вакуум-випарник; 16 - збірка розчину карбаміду; 17 - масловіддільник; 18 - відцентровий насос; 19 - конденсатор; 20 - вакуум-насос; 21 - конденсатор II ступеня; 22 - резервуар; 23 - відцентровий насос; 24 - абсорбер; 25 - збірка розчину карбонатів амонію; 26 - десорбер; 27 - холодильник; 28 - теплообмінник; 29 - відцентрові насоси.
Газоподібний діоксид вуглецю, отриманий як відходу в процесі очищення азотоводородной суміші, попередньо осушене і очищений від механічних домішок, від сульфіду водню і сульфидсодержащих сполук, стискається в чотириступінчастому компресорі 1 до 20 МПа і при температурі 95 -100оС направляється в змішувач 6. Одночасно в змішувач плунжерним насосом 3 подається рідкий аміак під тиском 20 МПа з температурою 90оС, а плунжерний насосом 7 - розчин карбонатів амонію (t=95оС), у вигляді якого повертаються в систему аміак і двоокис вуглецю. У процесі перемішування компонентів в змішувачі при 175оС починається утворення карбамат амонію, після чого реакційна маса [молярне відношення NH3: CO2: H2O=[(3.8-4,5): 1: (0,5-0,8)] надходить в колону синтезу 5, в якій при 180 - 230оС і тиску 12 - 25 МПа завершується утворення карбамат амонію і його розкладання до карбаміду [3].
Рис. 5. Колона синтезу карбаміду: 1 - корпус колони; 2 - футеровка; 3 - колектор контролю футеровки; 4 - решітки; 5 - кришка; 6 - штуцер для термопари
Колона синтезу карбаміду (рис. 5.) являє собою порожнистий циліндричний апарат зі сферичним днищем, виготовлений з вуглецевої низьколегованої сталі. Дотичні з плавом внутрішні поверхні апарату захищені листової хромонікельмолібденових сталлю X17H16M3T або титаном. Багатошаровий корпус високого тиску (25 - 30 МПа) виготовляється з листової вуглецевої сталі. Для контролю за станом футеровки в корпусі колони є отвори, з'єднані з загальним колектором. Реакційна маса, що складається з карбаміду, карбамат амонію і карбонатних солей, аміаку і води, надходить в колону через нижній штуцер і, поступово заповнюючи колону, рухається до вихідного штуцера в плоскої кришки апарату. З метою більш інтенсивного перемішування утворюється плава в нижній частині колони маються гратчасті перегородки. Габаритні розміри колони при продуктивності агрегату 1 250 т/добу (450 тис. Т/рік): діаметр 2,0 - 2,5 м, висота 30-35 м (обсяг до 160 м3) [3].
Утворений в колоні синтезу плав, що містить 30 - 31% карбаміду, 21 - 22% карбамат амонію, 33 - 34% надлишкової аміаку і 16 - 17% води, направляється на двоступеневу дистиляцію. Агрегат дистиляції кожному ступені складається їх трьох апаратів: ректифікаційної колони, підігрівача і сепаратора [3].
Плав карбаміду, що виходить з колони синтезу 5 (рис. 4.), дросселируется від 20 до 1,8 - 2,0 МПа і надходить у верхню частину колони ректифікації 9 агрегату дистиляції I ступені. У колоні 9 при температурі 120 - 125оС відбувається виділення в газову фазу надлишкового аміаку, після чого плав для повного розкладання карбамат амонію нагрівається до 158 - 162оС в теплообміннику 10. утворилася при цьому паражідкостная суміш розділяється в сепараторі 11 - газова фаза повертається в нижню частину ( барботажний шар) ректифікаційної колони 9, а рідка фаза дросселируется до тиску 0,25 - 0,4 МПа і направляється на дистиляцію II ступені [3].
Газова фаза з ректифікаційної колони 9, що містить 75 - 76% NH3, 21 - 22% CO2 і близько 3% води, направляється в нижню частину промивної колони 8, в якій за допомогою парового підігрівача підтримують температуру 92- 96оС. Одночасно в колону 8 подається розчин карбонатів амонію з II ступені дистиляції, в процесі якої?? оглощается основна кількість двоокису вуглецю і конденсується водяна пара з утворенням розчину, що містить 38 - 45% аміаку, 30 - 37% діоксиду вуглецю і 22 - 27% води. Далі розчин стискається плунжерним насосом 7 до 20 МПа і повертається в змішувач 6. Газоподібний аміак при 45 - 50оС відділяється від діоксиду вуглецю у верхній насадочной частині колони 8, зрошуваної концентрованим водним розчином аміаку (93 - 96% NH3), і направляється в конденсатор 4 , де він стискається і, проходячи, повертається в ...
