Схеми виробництва

Стадії виробництва:

• підготовка NH₃ та CO₂;

• синтез NH₃ та CO₂;

• відділення розчину карбаміду від інших сполук;

• переробка карбаміду в продукт;

• використання непрореагованих NH₃ та CO₂.

Підготовка NH₃:

• охолодження (Р=14 атм) для попередження закипання в лінії насосу іноді застосовують стиснення у відцентрових насосах;

• нагнітання багато плунжерним насосом (Р = 170-210 атм);

• підігрівання NH₃ до 60-70 ^оС для регулювання температури.

Підготовка CO₂:

• очищення від сірковмісних сполук;

• стиснення (додають 0,5 - 0,8% кисню як інгібітор корозії, Р = 200 атм);

• сушіння.

Синтез – розкладання карбамату с утворенням карбаміду і води.

Вихідний із колони плав містить: карбамід, воду, карбамат, карбоніт амонію, аміак.

Виділення карбаміду із плаву

При цьому карбомат розкладається на NH₃ та CO₂ карбаміди використовуються поверненням в цикл або поступають на інші виробництва.

Залежно від використання NH₃ і CO₂:

• відкриті – розімкнуті;

• закриті – замкнуті.

У відкритих схемах продукт не повертається в цикл або повертається частково (часткові рецикли). В замкнутих схемах NH₃ і CO₂ повертається в цикл.

Поширення отримали цикли з частковим та повним рециклом

Недолік: на отримання 1 т карбаміду використовують > 1 т NH₃ і виробляють до 4,5 т NH₄ NО₃ (аміачної селітри). Потужність цеху селітри в декілька разів переважає потужність цеху виробництва карбаміду.

Перевага: Використовується до 70% надлишкового аміаку, завдяки чому знижується потужність цеху виробництва аміачної селітри.

За часткового рециклу під час І-ої дистиляції видаляється 65-70% надлишкового NH₃; під час ІІ-ої дистиляції відбувається остаточне розкладання карбамату.

Недолік: складніша схема.

Реалізація схем:

Труднощі, які виникають в процесі роботи схем пов’язані з утворенням карбамату та карбаміду у випадку, коли вони існують разом (карбамід має температуру плавлення 130^oC), а отже, тверда фаза відкладається на трубопроводах та обладнанні.

Схеми:

1. з газовим компресором (спосіб BASF)

2. з рециклом у вигляді водного розчину та(амонійні солі). Спосіб «Стамикарбон», «Монтекегіні», «Тоекоатсу».

3. з рециклом у вигляді суспензії карбомату в мінеральній оливі (спосіб «Пешине»)

4. з розділенням газів шляхом абсорбції

Принципова схема з розімкненим циклом

Принципова схема з частковим рециклом

При двоступеневій дистиляції кількість аміачної селітри і інших продуктів зменшується до 2,6-2,8 т/т карбаміду.

Принципова схема з повнимрециклом

Найбільшого поширення набули схеми з замкненим циклом (з повним рециклом газів дистиляції).

Рідинний рецикл суспензії карбаміду в маслі

1. Колона синтезу.

2. Колона.

3. Розподільча посудина.

4. Реактор.

5. Нагнітач.

В колоні 2 протікає розклад карбонату і відділення газів від карбаміду.

Переваги: невеликі експлуатаційні витрати і невелика корозія.

Недоліки: великі капітальні затрати.

В реакторі 4 протікає реакція карбонату в вигляді суспензії в маслі. Суспензія включає 35-50 % твердого карбонату амонію і достатньо рухливий для транспортування.

Рециркуляція газів в замкнутому циклі здійснюється декількома способами:

1. З газовим компресором (спосіб BASF).

2. З рідким рециклом у вигляді водного розчину і(амонійні солі) – способи фірм «Станикарбон» (Голандія), «Монтекaтiни», «Тоскоацу».

3. З рідким рециклом у вигляді суспензії карбонату аммонія в мінеральному маслі (спосіб Пашина).

4. З розділенням відхідних газів, заснованим на вибірковій абсорбції.

Стискання при твердий карбонату амонію не утворюється (вище температури плавлення).

Недолік: сильна корозія обладнання.