СТ. ДИСТИЛЛЯЦИИ ПЛАВА КАРБАМИДА. ТЕОРЕТ. ЗАКОН., ОПТИМ. ПАР. ТЕХНОЛ. РЕЖИМА. ТЕХНОЛ. СХЕМА, АППА. ОФО.

Назначение стадии:

1)Термическое разложение карбомата аммония

2) Возвращение не прореагир СО2 и аммиака на стадию синтеза.

Продуктами стадии синтеза карбамида яв-ся: карбамид,карбамат аммония, избыток аммиака,карбонаты аммония,вода.Для краткости эту смесь называют «плавом», но это не р-ор карбамида в воде,а смесь выше перечисленных компонентов. В зависимости от кол-ва избыточного aммиака и условий его дальнейшего исполь-ия дистилляция может быть одно - и двухступенчатой. Последняя исполь-ся в случае применю для синтеза карбамида значительного избытка аммиака. Газожидкостная смесь из реактора синтеза дросселируется и направ. на стадию дистилляции, кот. предназначена:

- для термического разложения карбамата аммония,углеаммонийных солей (УАС);

- для возвращения газообразных реагентов NH₃, CO₂ на стадию синтеза карбамида.      Дистилляция плава осуществляется в две ступени при сниженииР и повышении Т.

Процесс сопровождается следующими химическими р-ями: NH₄COONH₂ =NH₂CONH₂ + H₂O - Q ( )NH₃ж = NH₃г - Q ( )

H₂Oж = H₂Oг - Q ( )

 Приведенные р-ии - эндотермические,то есть происходит охлаж. плава за счет приведенных р-ий и дроссель-эффекта. Поэтому необходимо предусмотреть подогрев плава.Процесс дистилляции сопровождается практически полным разложением карбамата аммония.Движущая сила процесса дистилляции:Р_NH3 = Р*_NH3 - Р^г_NH3

В процессе дистилляции плава могут создавться условия, при кот. часть карбамида переходит в биурет:

2NH₂CONH₂ =NH₂CONHCONH₂ + NH₃ +Q

Избыток аммиака замедляет разложение карбамида в биурет. Однако, даже при большом избытке аммиака избежать образования этого примесного вещества не удается.

Биурет – это белое кристалл.Вещ-во, гигроскопично.

Р-ия образования биурета обратимая и ее протекание зависит от Т, конц-ции аммиака и Р в системе. Установлено,если содержание биурета в р-ре меньше равновесного,то происходит его образование дальше, и наоборот, если его равновесное содержание больше при изменившихся условиях,то протекает р-ия образования карбамида из биурета. Отсутствие избытка аммиака в р-рах карбамида на последующих стадиях(плавления,сушки,гранулирования) приводит к накоплению этой примеси. Положит. влияние на этот процесс оказывают Т и время

Содержание биурета в товарном продукте гостируется и не должно превышать 0,6-0,9% масс.Отрицат. влияние биурета связано с разрушением хлорофилла зеленого листа.

  Колонна дистилляции первой ступени -предназначена для разложения карбамата аммония. Это апп-т колонного типа, состоящий из двух частей:

-верхней -сепарационной,кот.Вкл. свободное сепарационное пространство и четыре ситчатые тарелки; Т в этой части колонны 123⁰С.В результате дросселирования газовая фаза отделяется от ж-ти,смешивается с газами,кот. образовались при разложении карбамата аммония в нижней части колонны (выпарном аппарате) и направляется в абсорбер высокого Р.

- нижней,- выполненной в виде выпарного аппарата с падающей пленкой.

«+» апп-а такой конструкции - обеспечить миним. время пребыванияплава в зоне высоких Т и предотвратить протеканиетаких нежелательныхпроцессов как гидролиз карбамида и образование биурета.

Описание технол-ой схемы

В колонне синтеза (5) при Т 180-200⁰С и Р 25МПа протекает р-ия синтеза, продуктами кот. Яв-ся :карбамид, карбамат аммония,избытокаммиака,карбонаты аммония и вода.Для краткости эту смесь называют «плавом». Но это не р-ор карбамида в воде, а смесь перечисленных компонентов. Газожидкостная смесь из реактора синтеза (5) направляется через дросселирующий клапан Д-1 в отделение дистилляции, кот. проводится в две ступени:

- на первой ступени процесс протекает при Т 165⁰С и Р 1,7МПа;

- на второй ступени -Р 0,25МПа, Т 115⁰С

В колонне дистилляц. первой ступени (7) большая часть избыточного аммиака испаряется,практически весь карбамат аммония разлагается.Газы дистилляции из верхней части колонны направ. в холодильник абсорбера высокого Р (9),а плав карбамида в колонну дистилляции второй ступени (10).В этой колонне,работающей при Р 0,25 МПа и Т 115⁰С, аммиак и диоксид углерода,выделившиеся при дросселировании плава, отделяются от р-ра карбамида.Оставшаяся в р-ре небольшая часть аммиака и СО₂ подвергается дальнейшей отгонке сначала при подогреве р-ра в кипятильнике,а затем отпарке газообразным СО₂,кот. подается противотоком через насадочную часть колонны.

Газы дистилляции из верхней части колонны направл. в абсорбер низкого Р (12).Небольшие кол-тва NH₃ и CO₂, оставшиеся в плаве карбамида после кипятильника,практически полностью испаряются в верхней части газосепаратора (11), кот. работает при Т 106⁰С и Р 0,03МПа.Газ после газосеператора (11) направ. в абсорбер непрореагировавших газов (13).

Р-ор карбамида, полностью очищенный от примесей аммиака и углекислого газа

с концен-ей 70-71% поступает в ваккум-кристаллизатор ,кот.состоит из двух

частей:-верхней -испарительной (15);

- нижней- кристаллизационной (14).

Р-ор карбамида подается в нижнюю часть ВКУ, а затем насосом перекачив. в верхнюю часть ВКУ,где происходит испарение воды и образование пересыщенного р-ра. Этот р-ор через барометрич. трубу стекает в кристаллизац. часть ВКУ,где в контакте с р-ом карбамида происходит укрупнение кристаллов. Выход кристаллов составляет 30-33%. Для перемешивания исх. и пересыщенного р-ов карбамида в нижней части кристаллизатора ис-ют мешалку якорного типа. Суспензия из ВКУ направляется в сгуститель-декантатор (16)Кристаллизатор,трубопроводы снабжены рубашками, в кот. циркулирует горячая вода или подается пар для предотвращения их закристаллизации.Кристаллы карбамида отделяются от маточного р-ра в центрифуге (17).Остаточное содерж. влаги в кристаллах не должно превышать 2,5%, а содерж. биурета - 0,01%
11.СТ. СИНТЕЗА МЕТАНОЛА. ТЕОРЕТ. ЗАКОН., ОПТИМ. ПАР-РЫ ТЕХНОЛ. РЕЖИМА. ТЕХНОЛ. СХЕМА, АППА-ОЕ ОФОРМЛЕНИЕ.

Метанол - СН₃ОH - метиловый спирт -это бесцветная прозрачная ж-ть, легколетучая, с резким хар-ным запахом. В воде раств-ся в любых соотношениях.В хим. пром-ти этот продукт применяется для получения формальдегида ( сырье для получ. пластмасс, формальдегидных смол), синтетического каучука, уротропина, пентаэритрита. Метанол явл-ся селективным раст-лем для очистки бензинов от меркаптанов. Oбладая высоким октановым числом,метанол может прим-ся как составная часть моторного топлива, а также в кач-ве антифриза.Метанол - сильнейший яд кумулятивного действия.

Согласно лит-ным данным,метанол может быть получен одним из следующих методов: сухой перегонкой древесины и лигнина; термическим разложением солей муравьиной к-ты; синтезом из монооксида углерода и водорода.Первые два способа утратили свое первоначальное пром. значение в виду низкой произв-ти и кач-ва метанола. В наст. время этот пр-т получают синтетическим путем из водорода и монооксида углерода.Синтез - газ для произ-ва метанола может быть получен из любого углеводородного сырья: прир. газа, попутного газа нефтедобычи, каменного угля и др.В настоящее время наиболее распространенным источником сырья явл-ся прир. газ. При его исп-нии улуч-ся ТЭП за счет снижения капит. затрат и выс.Кач-ва получаемого метанола.