синтезу
Де 2,243; 1,954; 1,8; 4,4 - теплоємності відповідно карбаміду, карбамат амонію, аміаку та води при 180 0 С і тиску Па, кДж/(кг · град).
Сумарна витрата тепла
Різниця між приходом і витратою
- 4187314=581 069 кДж
Або по відношенню до приходу:
Ця величина може бути віднесена до втрат тепла в навколишнє середовище. Отже, практичний тепловий режим роботи колони синтезу близький до розрахункового. Результати розрахунку наведені в таблиці 2.2.1.
Таблиця 2.2.1 - Тепловий баланс колони синтезу на 1000 кг карбаміду (100% -ного)
2.3 Визначення основних розмірів обладнання
Основним апаратом у виробництві синтезу, визначальним потужність цеху є колона синтезу карбаміду. Вона є апаратом безперервної дії, з висновком розчину з верхньої частини через переливний пристрій.
Температура в колоні синтезу - 180 ° С.
Тиск в колоні синтезу - 20,0 МПа.
Продуктивність однієї колони по кінцевому продукту - 395 т/добу.
З матеріального балансу колони синтезу маємо, що на одну тонну готового продукту в колоні синтезу утворюється 2923,2 кг плава карбаміду з вмістом 31% карбаміду, а також присутній 489,7 кг аміаку, 8,5 кг інертних газів. Всього 3421,4 кг реакційної суміші. На малюнку 2.3.1 представлена ??схема до розрахунку основних конструкційних розмірів.
Малюнок 2.3.1 - Схема до розрахунку основних конструкційних розмірів
Розрахуємо обсяг робочої частини (реакційної зони) колони синтезу:
,
де q - об'ємна продуктивність колони синтезу, м 3/год;
t - час перебування плаву в колоні, с.
Для отримання 395 т/добу готового продукту в колоні синтезу необхідно отримати плава карбаміду:
Q=3421,5 · 395=1351492,5 кг/сут.
Об'ємна продуктивність колони синтезу:
,
Де r - щільність розчину r=тисячу шістьдесят дві кг/м 3,
тоді:
Час перебування реакційної суміші, необхідний для досягнення концентрації 31% для схеми Стамікарбон становить 50 хвилин, тобто t=50 · 60=3000 с.
Обсяг робочої частини колони синтезу:
VP=0,015 · 3000=44 м 3.
Попередньо приймаємо швидкість течії середовища в колоні синтезу w=0,008 м/с, тоді площа поперечного перерізу колони синтезу буде дорівнює:
Внутрішній діаметр колони синтезу:
Висота робочої частини (реакційної зони) колони синтезу:
Висота колони синтезу повинна забезпечувати прийняту швидкість руху середовища, тобто повинна виконуватися умова:
Умова виконується, отже, швидкість руху середовища w прийнята вірно.
Повну висоту колони синтезу знаходимо з умови, що 12-15% обсягу припадає на обсяг газу над плавом [8], тому висоту робочої частини колони синтезу приймаємо на 12% більше розрахованої:
Тоді обсяг колони синтезу:
Остаточно приймаємо обсяг колони синтезу 50 м 3.
Кількість апаратів, необхідне для забезпечення необхідної продуктивності установки знаходимо за формулою:
де АГ - річний випуск продукції, рівний 133000 т;
АЧ - годинна вироблення готової продукції, рівна 17 т/год;
ТЕФ - ефективний час роботи, рівне 8040 год,
тоді:
Приймаються 2 колони синтезу.
3. Екологічність проекту
При виробництві карбаміду здійснюються викиди в атмосферу газоподібного аміаку і діоксиду вуглецю а також скидами у водойми солей амонію, і карбаміду. Скорочення забруднення навколишнього середовища шкідливими речовинами можна вести як шляхом нейтралізації шкідливих речовин в спеціальних очисних спорудах, так і за допомогою удосконалення технології виробництва знижують шкідливі викиди. Аміак при нормальних умовах безбарвний газ з різким задушливим запахом. Впливі аміаку на людину залежить від його концентрації (2). Аміак викликає у людини подразнення дихальних шляхів, слизової оболонки, а при високих концентраціях викликає задуху. Викиди в атмосферу аміак забруднює водоймища та атмосферу роблячи непридатною воду і земельні ділянки. Скидається у водойми карбамід та солі амонію негативно в...
