Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
Упомянутый способ подачи сжатого РУАС со ступени низкого давления на переработку в колонну дистилляции I ступени по сравнению с ректификацией в отдельной колонне имеет недостаток: осуществление его связано с введением в колонну дистилляции дополнительной воды, что влечет за собой некоторое снижение степени отгонки некопвертированных NH3 и CO2 и увеличение нагрузки, а также энергозатрат на стадии выпарки [54].
В случае, если отходящие газы производства карбамида отмывают от примеси NH3 водой, можно ректифицировать полученную аммиачную воду при давлении дистилляции I ступени [54]. Выделенные пары NH3 конденсируют.
Считают [11, 14, 56], что ректификацию РУАС можно проводить под давлением синтеза с одновременной продувкой свежими NH3 и CO2, т. е. путем стрип-пинг-дистилляции. Выделенные газы до ввода в реактор подают [56] на контактирование с плавом синтеза для их обезвоживания.
Снижение количества воды в смеси NH3 и CO2, регенерируемой при очистке производственных выбросов. Система жидкостного рецикла в агрегате синтеза карбамида наряду с абсорбцией-конденсацией газов дистилляции включает также отмывку отходящих газов от примеси аммиака [68] и очистку других производственных выбросов.
Применявшаяся до недавнего времени система очистки газов и стоков абсорбцией при атмосферном давлении и десорбцией при избыточном давлении (на уровне давления II ступени дистилляции) была сильно перегружена и, несмотря на потребление большого количества H2O извне, не позволяла достичь допускаемого нормами содержания в выбросах NH3, CO2 и CO(NH2)2.
Среди технических решений [48, 54] по снижению нагрузки этого узла и, как следствие, величины W, прежде всего отметим поглощение под давлением дистилляции первой ступени NH3 нз смеси с инертными газами после конденсации
5 Горловский д. м. и др.
129
возвратного аммиака [11, 54]. При этом следует учитывать, что наличие в исходном сырье горючих примесей (H2, CH4, СО), а также необходимость введения в реакционную смесь O2 (или воздуха) для пассивации поверхности стальных элементов аппаратуры синтеза и дистилляции создают угрозу образования взрывоопасной смеси при конденсации и абсорбции паров NH3 после промывной колонны. Расчетным путем были определены [ 1 ] условия обеспечения взрывобезопас-ной эксплуатации конденсаторов (температура и давление) и абсорберов NH3 под давлением (содержание горючих в исходном сырье).
Для безопасного выведения инертных газов из указанной зоны и предотвращения потерь аммиака после узла конденсации разработан ряд специальных мер. К иим относится очистка исходного сырья от примесей водорода и других горючих. Во избежание аварий при нарушениях нормального режима в верхней части абсорбера, где под давлением поглощается NH3, размещают мелкую гранулированную насадку [69]; кроме того, устанавливают предохранительную разрывную мембрану, а также повышают уровень жидкости в аппарате. После дросселирования до атмосферного давления газовую смесь разбавляют азотом 1. Для интенсификации процесса поглощения NH3 абсорбер снабжен дополнительным теплообменником. С целью безопасной эксплуатации предложено аммиачный абсорбер дооборудовать устройством для сжигания горючих примесей, включающим металлокерамические огнепреградители, между которыми располагается гидродинамический редуктор [70]. Выводимый из абсорбера водный раствор аммиака подают на орошение промывной колонны [11], либо ректифицируют под давлением [54].
Если в узле отмывки инертных газов от примеси аммиака поглощать NH3 раствором УАС, полученным на стадии дистилляции низкого давления, либо кубовым остатком после ректификации РУАС со II ступени дистилляции, сжатым до давления дистилляции I ступени или, наконец, конденсировать NH3 с использованием жидкого аммиака в качестве хладоагента, можно снизить потребление воды [63, 66, 71 ].
Во многих действующих цехах из-за недостаточной степени отгонки NH3 и CO2 из плава синтеза на I ступени дистилляции очень высока нагрузка последующих ступеней дистилляции низкого давления и системы абсорбции-конденсации газов дистилляции. При этом возникает угроза потерь NH3 с отходящими газами (особенно на предприятиях, где неудовлетворительно качество охлаждающей воды). Чтобы устранить возможность потерь NH3 и снижения рецикла воды, осуществляют фракционную конденсацию газов дистилляции второй ступени [48, 72] с получением в первой зоне конденсации РУАС, подаваемого в промывную колонну, а во второй зоне — аммиачной воды. Последнюю либо отгружают как товарный продукт, либо ректифицируют с получением жидкого возвратного аммиака. Значение установки ректификации аммиачной воды под давлением дистилляции I ступени, позволяющей осуществить рекуперацию аммиака в производстве карбамида без увеличения рецикла воды, особенно велико для тех предприятий, где нет возможностей аммиаксодержащие газы перерабатывать в смежных производствах (например, в цехе нитрата аммония) или получать товарную аммиачную воду.
В работе [73] приведены результаты промышленных испытаний установки ректификации аммиачной воды под давлением, дана математическая модель процесса и высказаны некоторые рекомендации по его оптимизации. Получены также данные [74] по коррозионной стойкости материалов в условиях процесса ректификации.
