ступінь перетворення карбамату амонію в карбамід досягається при температурі близько 220 Вє С. При цій температурі тривалість процесу становить близько 60 хвилин. При зниженні температури для досягнення більш високого ступеня перетворення карбамату в карбамід час процесу істотно збільшується.
Швидкість освіти карбамату амонію зростає пропорційно квадрату тиску і при тиску 1 МПа протікає практично миттєво. p> Найбільший вплив на вихід карбаміду надає надлишок аміаку у вихідній суміші понад стехіометричного кількості (NH 3 : CO 2 - 2: 1). Надлишок аміаку зміщує рівновагу реакції 1, а також внаслідок свого дегидратирующего дії пов'язує реакційну воду, видаляючи її з сфери реакції, і зміщує вправо рівновагу реакції 2. Освіта карбамату і його дегідратація до карбаміду протікають в рідкій фазі, тому в реакторі повинні бути створені умови її існування. Цьому сприяє збільшення ступеня заповнення реактора, що призводить до зменшення обсягу газової фази, і нагрівання реакційної суміші до температури вище евтектичній точки системи В«Карбамат-карбамідВ», рівній 98 Вє С.
Вплив різних факторів на стан рівноваги системи В«карбамат-карбамідВ» можна представити у вигляді такої схеми:
Т (за рахунок екзотермічності реакції 1)
зрушення вліво
зрушення вправо
Р
(за рахунок приско-(за рахунок подавши-NH 3 /CO 2
ня настання лення діссоці-(за рахунок зв'язування
рівноваги ації карбамату води в реакції 2)
в реакції 2) у реакції 1)
Оптимальний режим процесу синтезу карбаміду повинен забезпечити: швидке і повне протікання реакції 1, протікання реакції 2 не менше, ніж на 71%.
Цим умовам відповідають наступні параметри процесу: температура 180 - 200 Вє С, тиск 20 МПа, надлишок аміаку 100% понад стехіометричного кількості, тобто мольное ставлення NH 3 : CO 2 - 4: 1
1.3.3 Технологічна схема виробництва
У результаті взаємодії аміаку та оксиду вуглецю (IV) утворюється складна система, складається з цільового продукту карбаміду, напівпродукту карбамату амонію, води, карбонатів амонію і надлишку аміаку. Для виділення з неї твердого карбаміду і утилізації не вступили в реакцію інших компонентів і карбамату отриманий розчин піддають дистиляції. У процесі дистиляції відганяється надлишок аміаку і води і відбувається розкладання карбонатів амонію (амонійних солей).
Залежно від того, повертаються ці продукти в процес або після відділення карбаміду використовуються в інших виробництвах (наприклад, для отримання нітрату амонію), технологічні схеми виробництва карбаміду діляться на дві групи:
- без повернення продуктів дистиляції в цикл (разомкнутая схема, без рецикла);
- з поверненням продуктів дистиляції в цикл (замкнута схема, з рециклом).
У першому випадку весь виділився при дистиляції аміак поглинають...
