Виробництво карбаміду (стр. 2 из 2)

1667,78× 0,3=500,33 кг.

Зі знайденої кількості карбамата утвориться по реакції (2)

карбаміду

1167,45× 60/78=898,04 кг

води

1167,45×18/78=269,41 кг

(де 60, 78, 18 – молекулярні маси карбаміду, карбамата амонію і води).

На утворення карбомата амонію витрачається аміаку

1667,78×2×17/78=726,98 кг

(17 – молекулярна маса аміаку). Залишається непрореагованого аміаку:

1635,71–726,98=908,73 кг.

Вода, що виділилася, взаємодіє з надлишковим аміаком, утворює NH₄OH, кількість якого, відповідно до реакції NH₃+H₂O=NH₄OH дорівнює

269,41(35/18=523,85 кг (35 – молекулярна маса гидроксида амонію).

На утворення такої кількості гидроксида амонію витрачається аміаку

523,85×17/35=254,44 кг.

Залишається надлишкового аміаку в газовій фазі:

908,73–25,44=883,29 кг

4. Матеріальний баланс одержання плаву карбаміду

ПРИХІД					ВИТРАТА
сировина	кг	%мас.	м3	%об.	продукт	кг	м3	%об.
1)аміак	1635,71	62,06	2155,29	80,54	карбамід	898,04	-	-
2)експанзерний газ,у т.ч. СО2	1000960	37,9496	488,73	18,26	карбамат амонію	500,33	-	-
інертні гази (N2)	40	4	32	1,2	Газові викиди:
					вода	269,41	335,27	19,68
					надлишковий аміак,	908,73
					у т.ч. у вигляді NH4OH,	254,44	162,84	9,56
					у газоподібному вигляді	883,29	1163,86	68,31
					інертні гази	40	32	1,88
СО2	19,2	9,77	0,57
УСЬОГО	2635,71	100	2676,02	100	УСЬОГО	2635,71	1703,74	100

Витратні коефіцієнти на 1 т карбаміду:

СО₂ 1000/898,04=1,11 кг/кг

NH₃ (надлишок 125%) 1635,71/898,04=1,82 кг/кг

Способи регенерації газів дистиляції і їх рециркуляція

Існує декілька способів регенерації газів дистиляції з метою їх рециркуляції:

1) гаряче компримування,

2) поглинання газів водою,

3) поглинання газів мінеральною олією,

4) виборча абсорбція аміаку і диоксида вуглецю.

Перший метод мало прийнятний через труднощі, що виникають при компресії суміші газів при високих температурах.

Другий метод зв'язаний із уведенням додаткової кількості води в процес і характеризується великим об’ємом апаратури і високою вартістю продукту.

По третьому способу, здійсненому в США, при поглинанні суміші аміаку і диоксида вуглецю інертною мінеральною олією утворюється суспензія карбамата амонію, що надходить у колону синтезу.

Четвертий спосіб – виборча абсорбція аміаку з газів дистиляції розчином нітрату карбаміду використовується у Швейцарії й у США. Непоглинений диоксид вуглецю викидається в атмосферу або повторно використовується в циклі. Виборча абсорбція СО₂ за допомогою водного розчину моноетаноламіну заздалегідь насиченим аміаком здійснена в США і Японії. Регенерацію розчину для виділення СО₂ і NH₃ окремо проводять у дві ступіні. У першій ступіні відганяють аміак струмом інертного газу або вторинної водяної пари. В другій ступіні розкладанням карбонату моноетаноламіну виділяють з розчину диоксид вуглецю.

Становить інтерес процес поділу газів дистиляції двома поглиначами в три ступіні (рис.2).

Рис.2. Схема регенерації NH₃ і CO₂ у виробництві карбаміду в три ступіні:

1,9 – абсорбційні колони; 2,10,15 – конденсатори; 3,11,16 – збірники;

4,12,17 – відцентрові насоси; 5,13 – колони регенерації;

6,14 – теплообмінники; 7,8 – холодильники

Гази дистиляції після синтезу карбаміду надходять у першу абсорбційну колону 1, зрошувану 30% водним розчином моноетаноламіну. Процес протікає при 70⁰С під атмосферним тиском. У колоні відбувається поглинання СО₂ з утворенням карбонату і бікарбонату моноетаноламіну. Одночасно з поглинанням СО₂ у колоні 1 поглинається приблизно четверта частина аміаку, що надійшов. Інша кількість аміаку з першої колони повертається в цикл на синтез карбаміду. Розчин моноетаноламіну, насичений СО₂ і NH₃, з колони 1 надходить у першу колону регенерації 5, у якій процес йде при 140⁰С и підвищеному тиску. Регенерований розчин моноетаноламіну повертається на зрошення колони 1. Гази, що містять аміак, диоксид вуглецю і водяну пару, направляють у другу абсорбційну колону 9, зрошувану 25% водним розчином моноамонійфосфату.

Тут аміак зв'язується

NH₄H₂PO₄+NH₃=(NH₄)₂HPO₄

Непоглинений диоксид вуглецю повертають у цикл для синтезу карбаміду, а розчин диамонійфосфату піддають регенерації в другій десорбційній колоні 13 при 100-105⁰С и атмосферному тиску. Газоподібний аміак, що виділився, повертають у цикл, а регенерований розчин моноамонійфосфату направляють на зрошення другого абсорбера 9.

Запропонований спосіб утилізації відходів у виробництві карбаміду дозволяють реалізувати: рекуперація, ресурсозбереження, утилізація, багаторазове використання ресурсів і енергії, комплексність шляхом використання тактичних прийомів – рециркуляція, суміщення, гетерогенезація.

карбамід екологічний утилізація баланс

Список використаної літератури

1) Соколовский А.А., Яшке Е.В. Технология минеральных удобрений и кислот. – М.: Химия, 1979. – 384 с.

2) Позин М.Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот). – Л.: ГОСНТИХИМЛИТ, 1961. – 1009с.