3.Опис загальної технологічної схеми процесу

Технолоічний процес отримання карбаміда складається із слідуючих основних стадій:

- синтеза,

- рецикла,

- випарювання, грануляції,

- абсорбції, десорбції та гідроліза

CO(NH2)

А бсорб ція

конденсація

Десорбція

1 1400С, 98% 98 70атм. NH3
			Синтез 140атм,1850С	57% СО2	Рецикл 3 атм.		NH3,CO2, конденсація		В ипарка
145 атм. CO2

Мочевина 70%, ВАС вода

Рис.1. Загальна технологічна схема виробництва карбаміду

3.1Синтез

В умовах синтезу протікають процеси утворення карбамата амонія, карбаміда, розкладання карбамата амонія, відгонки надлишкового аміаку, а також утворення вуглеамонійних солей (ВАС).

Процес утворення карбамата амонія відбувається в результаті взаємодії СО₂ і NH₃ по реакції:

СО₂ + 2NH₃ = NH₂-CO-О-NH₄+159 кДж/моль

Реакція протікає в конденсаторі високого тиску (ВТ) при тиску в системі синтезу від 13,4 до 14,4 МПа и при температурі від 165 до 175 °С. Тепло, що виділяється при реакциії утворення карбамата амонія, використовується для отримання пару тиском від 0,32 до 0,46 МПа.

Процес утворення карбаміда із карбамата амонія протікає в колоні синтеза при температурі в верхній частині колони від 180 до 185 °С і тиску від 13,4 до 14,4 МПа, мольному співвідношенні в рідинній фазі NH₃ : СО₂ від 2,8 до 2,9 : 1 та часу протікання реакції 60 хвилин. При цих умовах протікає реакція дегідратації карбамата амонія.

NH₂-CO-О-NH₄ = CO(NH₂)₂ + Н₂О - 28 кДж/моль

Реакція ендотермічна, необхідне тепло для протікання реакції створюєтся за рахунок процесу утворення карбамата амонія в колонні синтеза, при цьому в реакцію з надлишковим аміаком вступає двуокись вуглевода, що непрореагувала в конденсаторі ВТ. Ступінь конверсії СО₂ в карбамід для данних умов процесу складає от 54 до 57%.

Розкладання карбамату і відгонка надлишкового аміаку відбувається в трубному просторі стріппера (стріппинг процес в потоці СО₂) при тиску синтеза в умовах постійного контактування карбамідо-карбаматного розчину з двуокисю вуглевода. При цьому карбамідо-карбаматний розчин у

вигляді плівки стікає по трубкам стріппера вниз, назуcтріч противотоком подається двуокись вуглевода:

NH₂-CO-О-NH₄ = CО₂+ NH₃ - G

Температура карбамідо-карбаматного розчину унаслідок ендотермічності процесу і відносно низької температури СО₂ знижається від (180 - 183) °С до (165 - 175) °С.

Необхідне тепло для протікання реакції розкладання створюється за рахунок конденсації насищенного водяного пару ВТ від 1,6 до 2,1 МПа в міжтрубному просторі стріппера.

Виделений при розкладанні карбамата амонія газоподібні аміак, двуокись вуглевода, пари води і інерти виходять потоком СО₂ і направляються в конденсатор ВТ.

Реакційона суміш з масовою долею карбаміда 54,4 % після стріппера направляється у вузел рецикла для кінцевого розкладання карбамата амонія і відгонки надлишкового аміаку.

Із непрореагувавших в колоні синтеза газоподібного аміаку, двуокисі вуглевода і парів води при тиску синтеза і температури в скруббері ВТ від 160 до 165 °С утворюються вуглеамонійні солі (ВАС), при цьому протікають реакції:

NH₃ + Н₂О = NH₄ОH + G

2NH₄ОH + СО₂ = (NH₄)₂СО₃ + Н₂О + G

NH₄ОH + СО₂ = NH₄HCО₃ + G

Реакції екзотермічні, тепло утворення ВАС постійно відводиться циркулюючим конденсатом в холодильнику .