він не має періоду відстоювання. У цьому конденсаторі трубна частина є робочою зоною, тоді як процес, пов'язаний з нагріванням і конденсацією відбувається в міжтрубному просторі. У верхній частині конденсатора передбачається утримування рідини, що складається з компонентів, розділених за допомогою спеціальних тарілок. У верхній частині реактора відходять гази промиваються розчином карбамат з рециркуляционной секції, а для повної промивки пропонується використовувати підживлення рідким аміаком, який є абсорбційної середовищем в цій частині додаткової колони синтезу.
У порівнянні з конденсатором басейнового типу, для установки комбі-реактора потрібно порівняно невелика площа, що робить даний реактор більш кращим у разі обмеження корисних площ.
На малюнку 1.3.5 показана концепція реконструкції заводу з комбі-реактора.
Для підвищення продуктивності та оптимізації процесу синтезу карбаміду розроблені і знайшли широке застосування різні розробки фірми Stamicarbon:
- Апарат для каталітичного видалення водню з CO 2 забезпечує більш безпечне виробництво.
- Нова конструкція скрубера (сфера, щільна подушка) забезпечує кращу абсорбцію газів, непрореагіровавшіх в колоні синтезу.
- Вміст кисню у вихідній реакційній суміші СО 2 подається в стрипер високого тиску було знижено з 0,8 об. % До 0,6 об. %. У результаті знизилося зміст інертних газів і збільшилася щільність заповнення реактори.
У результаті оптимізації виробництва за останні п'ятнадцять років вдалося домогтися істотного зниження кількості втрат при одночасному збільшенні обсягу продукції.
На підставі аналізу існуючих методів виробництва для проектування обраний технологічний процес синтезу карбаміду з використанням комбіреактора. [7]
Малюнок 1.3.5 - Концепція реконструкції вузла синтезу з комбіреактором: 1 - реактор; 2 - скрубер; 3 - комбіреактор; 4 - стрипер.
2. Розрахункова частина
.1 Розрахунок матеріального і теплового балансів
карбамід сечовина фізичний хімічний
Розрахунки матеріального і теплового балансів процесу синтезу карбаміду за схемою з повним рідинним рециклом на 1000 кг 100% -ного карбаміду.
Матеріальний баланс синтезу карбаміду
Вихідні дані
Зміст NH 3,%
У рідкому аміаку - 100
У поворотному розчині амонійних солей - 40
Склад експанзерного газу, об'ємно. %
CO 2 97
Азот-воднева суміш - 2
Про 1 лютий
Тиск в колоні синтезу, Па200 * 10 5
Температура в колоні синтезу, 0 С180
Мольне ставлення NH 3: CO 2: Н 2 О4,2: 1: 0,5
Ступінь перетворення CO 2,% 65
Втрати карбаміду,%
При дистиляції - 5
При випаровуванні - 1
У т.ч. безповоротні - 0,5
При кристалізації (безповоротні) - 1
Для отримання 1000 кг карбаміду з урахуванням 7% його втрат в колоні синтезу повинно утворитися 1000 · 1,07=1070 кг карбаміду.
Виходячи з цієї кількості карбаміду слід розрахувати загальна кількість реагентів, що вводяться в колону синтезу як з боку, так і оборотних. Витрата реагентів, що надходять лише з боку, повинен вираховуватися з урахуванням 1,5% безповоротних втрат карбаміду, тобто на наступну кількість:
· 1,015=1 015 кг
Стехіометрична витрата реагентів на 1000 кг карбаміду визначається з рівняння
2NH 3 + CO 2=CO (NH 2) 2 + H 2 O + 125,7 кДж
Витрата аміаку
Витрата двоокису вуглецю
де 17, 60 і 44 - маса 1 моль NH 3, CO (NH 2) 2 і CO 2 відповідно.
Витрата аміаку, що надходить з боку:
Витрата двоокису вуглецю з експанзерним газом:
Визначаємо кількість реагентів, введених в колону синтезу для освіти 1070 кг карбаміду, з урахуванням мольного співвідношення NH 3: CO 2: Н 2 О=4,5: 1: 0,5 і ступеня перетворення двоокису вуглецю в карбамід 65%:
Аміаку
Двоокису вуглецю
Води
Визначаємо кількості оборотних реагентів:
Аміаку
Двоокису вуглецю
Оборотна двоокис...
