Проект установки синтеза карбамида с разработкой колонны синтеза

Описание технологической  схемы производства карбамида.

Диоксид углерода из газльгодера,  пройдя предварительно влагоотделитель  поступает в компрессор К. Который  под давлением 20 МПа и температуре 35 ⁰С подается с смеситель С. Для предотвращения коррозии аппаратуры диоксид углерода смешивается с кислородом в количестве 0.6-1.0 % (об.). Жидкий аммиак со склада под давлением (2-2.5)МПа проходит фильтр для очистки от масла и других загрязнений и насосом Н1 подается в сборник жидкого аммиака Е1, в который поступает также жидкий аммиак из конденсатора К1, через ресивер Р1.Из сборника жидкий аммиак плунжерным насосом Н2 по давлением 20 МПа через подогреватель П1 направляется в смеситель С. В подогревателе жидкий аммиак подогревается паром до температуры, обеспечивающее протекание синтеза автотермично.

В смеситель С поступает одновременно аммиак и СО₂. Таким образом в смеситель попадают аммиак , диоксид углерода в мольном соотношении 4.5:1. Смеситель предназначен для тщательного перемешивания всех компонентов, в результате чего образуется карбамат аммония. Процесс в смесителе протекает при температуре 180-200⁰С и давлении 20МПа. Из смесителя плав поступает в колонну синтеза КС в которой при температуре 200⁰С и давлении 20 МПа образуется карбамид. Время пребывания  реакционной смеси в колонне синтеза составляет 45 минут. При этих условиях степень превращения карбамата аммония в карбамид составляет 65%.

Образующийся плав в колонне  синтеза дросселируется с 20МПа до 2МПа и направляется в отделение  дистилляции первой ступени. Агрегат дистилляции состоит из ректификационной колонны КР1, подогревателя П2, и сепаратора С1. Вначале плав из колонны синтеза поступает в ректификационную колонну КР1. При снижении давления плава с 20МПа до 2МПа температура его понижается до 120⁰С. В колонне плав подогревается до температуры  140⁰С газами, поступающими из сепаратора. При  этом, газы из сепаратора отдавая свое тепло охлаждаются до температуры 120⁰С (2). 

Выделившееся тепло расходуется  на испарения жидкого аммиака.

Жидкая фаза из ректификационной колонны идет в подогреватель П2 где подогревается паром до 160⁰С. Из подогревателя парожидкостная смесь попадает в сепаратор С1, где разделяются газовая и жидкая фазы. Жидкая фаза из сепаратора С1 направляется в аналогичный агрегат дистилляции второй ступени, а газообразная фаза поступает в низ ректификационной колонны КР1. В ректификационной колонне газовая фаза смешивается с газообразным аммиаком , выделившемся из плава при дросселировании , и направляется в промывную колонну КП1.Промывная колонна орошается слабым раствором углеаммонийных солей из конденсатора второй ступени К2 и жидким аммиаком. Жидкий аммиак подается в колонну для регулирования температуры. Чистый газообразный аммиак из промывной колонны с температурой 45-50⁰С поступает в конденсатор первой ступени К1, где он конденсируется и сливается в сборник аммиака Е1. Жидкая фаза промывной колонны представляет собой концентрированный за счет поглощения диоксида углерода и аммиака раствор аммонийных солей с температурой 100-105⁰С, поступает в плунжерный насос Н2 и под давлением 20МПа подается в смеситель. Несконденсировавшийся в конденсаторах первой и второй  ступени газы с небольшим содержанием аммиака поступают в абсорбер А1.

Жидкая фаза после сепаратора С1 дросселируется до давления 0.3 МПа и  подается в агрегат дистилляции  второй ступени, состоящий из ректификационной колонны КР2, подогревателя П3, и  сепаратора С2. При дросселировании температура жидкой фазы снижается дл 110С . В начале жидкая фаза поступает в ректификационную колонну КР2 в которой она подогревается до 130С газами поступающими из сепаратора С2, с температурой 143-145⁰С. В подогреватели окончательно разлагается карбамат аммония и отгоняется избыточный аммиак из раствора. Из подогревателя П3 парожидкостная смесь поступает  в сепаратор С2, где отделяется жидкая фаза от газообразной.

Жидкая фаза представляет собой 70-72% раствор карбамида, направляется на переработку в  готовый продукт. Газообразная фаза направляется вниз ректификационной колонны КР2, где она отдав часть тепла нагревает раствор со110 до 130⁰С, идет в конденсатор второй ступени К2.Здесь водяные пары конденсируются ; за счет поглощения диоксида углерода и аммиака, в конденсаторе образуется слабый раствор аммонийных солей который насосом Н3 для концентрирования возвращается в промывную колонну КП1.

Очистка газов от аммиака перед  выбросом в атмосферу осуществляется в системе состоящей из абсорбера А1 и десорбера Д1. Непоглощенные газы с небольшими примесями аммиака из конденсатора К1 и К2 поступают абсорбер А1, орошаемого конденсатом сокового  пара из выпарок . Образовавшейся в абсорбере слабый раствор аммиака и аммонийных солей направляется в десорбер Д1 в котором выделяется из раствора аммиак, возвращаемый в конденсатор К2. Вода с небольшими примесями карбоната аммония сливается в канализацию. Газы очищенные от аммиака из абсорбера выбрасываются в атмосферу.