Курсовая работа: Производство карбамида
Газовая фаза из ректификационной колонны 19, содержащая 55-56% NH3 , 24-25% CO2 и 20-21% воды, направляется в конденсатор второй ступени 19 для конденсации водяных паров. Образовавшийся здесь слабый раствор УАС через напорный бак 20 центробежным насосом 21 подается в промывную колонну 6. Газовая фаза из конденсатора 19 и другие отходящие газы, содержащие NH3 и CO2 , направляются в абсорбер 22, в котором NH3 и CO2 при 40 °C поглощаются раствором аммонийных солей, циркулирующим через холодильник 25.
Образовавшийся в абсорбере 22 раствор УАС подогревается в теплообменнике 26 до 95 °C и подается в десорбер 24. Здесь при 3 атм. и 135 °C с помощью острого пара происходит полное разложение аммонийных солей на NH3 и CO2 . Газообразные NH3 и CO2 вместе с водяными парами направляются в конденсатор второй ступени, а оставшаяся вода удаляется в канализацию.
Колонна синтеза 5 размещена на открытой площадке, остальное оборудование – в здании.
Рисунок1 – технологическая схема производства карбамида
Полученный раствор карбамида последовательно упаривают в выпарных аппаратах первой и второй ступени 27 и 28 соответственно при температуре 120–125°С и давлении 30–40 кПа и 130–140°С и давлении около 3–5 кПа. Полученный плав карбамида концентрацией 99,7–99,8 масс. % поступает в грануляционную башню 31 и распыляется в ней. Образующиеся мелкие частицы при падении вниз охлаждаются в полом объеме башни потоком воздуха, идущим снизу вверх, и превращаются в гранулы. В нижнюю часть башни засасывается атмосферный воздух, и подается воздух из аппарата для охлаждения гранул «КС» 33. Образовавшиеся гранулы нитрата аммония из нижней части башни поступают на транспортер 32 и в аппарат кипящего слоя 33 для охлаждения гранул, в который через подогреватель 34 подается сухой воздух. Из аппарата 33 готовый продукт направляется на упаковку.
Товарный карбамид в виде гранул размером 1–4 мм применяют в сельском хозяйстве. Кристаллический карбамид получают в кристаллизаторах.
На современных установках поток воздуха из грануляционных башен
промывается для удаления мелких частиц карбамида и затем выбрасывается в атмосферу.
Рисунок2 – технологическая схема производства карбамида
5. Конструкция аппарата
Конструкция аппарата приведена на рисунке
1-корпус; 2- крышка плоская; 3-днище эллиптическое; 4-опора; 5-тарелки ситчатые; 6-термопара
Рисунок3 – колонна синтеза карбамида.
6. Технологические расчеты
6.1 Материальный баланс
CO2 + 2 NH3 = NH2 COOONH4 + 38ккал (1)
NH2 COOONH4 = H2 O + NH2 CONH2 (2)
1.Теоретический расход аммиака и двуокиси углерода на 1 т 100% - ой мочевины
m(NH3) = n ∙MNH3 ∙m(CONH2 )2 /MCO(NH2)2 [1 c.244]
где MNH3 - молярная масса аммиака MNH3 = 17 кг/кмоль
m(CONH2 )2 – масса карбамида m(CONH2 )2 = 1000кг
n – стехиометрический коэффициент n = 2
MCO(NH2)2 – молярная масса карбамида, MCO(NH2)2 = 60кг/кмоль
m(NH3 )= 2 ∙17 ∙1000/60 = 566,67 кг
m(CO2 ) = MCO2 ∙m(CONH2 )2 /MCO(NH2)2 [1 c.244]
где ΜCO2 – молярная масса углекислого газа, ΜCO2 = 44 кг/кмоль.