Ректификация бўлимининг моддий баланси

5. Технологик схема баёни

Карбамид олиш учун хом ашё NH₃ (суюқ) ва СО₂ (газ) ҳисобланади.

Реакция 183⁰С ва 13,4-14,4 МПа босимда 2 босқичда боради.
2NH₃ + CО₂  NH₄CООNH₂ +Q
Иккинчи босқичда эса карбамид ҳосил бўлади:
NH₄CООNH₂  NH₂CОNH₂ +H₂О - Q
1- реакция экзотермик
2- реакция эндотермик.
Реакция мувозанатини ўнга силжитиш учун келтираётган компонентлар таркибида ортиқча аммиак бўлиши керак.
Суюқ аммиакни компрессия қилиш.
Суюқ аммиакни NH₃ аммиак-3 (БАМ) цехидан 10-20⁰С харорат в 1,4-1,6 МПа босим остида фильтр (2) (А-В) орқали (4) йиғгичга келади.
Йиғгичдан аммиак юқори босимли насослар (5) га келади ва суюқ NH₃ 13,5-13,0 МПа босимгача сиқилади ва юқори босимли инжектор (6) га берилади.
СО₂ компрессияси.
СО₂ (газ) аммиак -3 цехидан 400-800 мм сим, уст (4-8 МПа) босимда ва 45⁰С дан юқори бўлмаган хароратда сепаратор орқали 1- босқич компрессорга келади.
Синтез бўлими аппаратларини коррозиядан сақлаш учун сеператоридан олдин (9) А,В вентиляторидан ҳаво берилади. СО₂ даги О₂ миқдори 0,75-1,0 % (хажмий) бўлгунига қадар компрессорда СО₂ 2,7 – 2,8 МПа босимгача сиқилади. Бунда харорат 45 ^оС бўлади, сўнгра СО₂ поршенли компрессор га келади.
Поршенли компрессорда СО₂ 15,4 МПа босимгача сиқилади.
Синтез.
Таркибида карбамид, карбомат, аммиак ва сув тутган реакцион аралашма (11) синтез колоннасидан апаратнинг юқори қисимдаги қуйилиш трубаси орқали стриппер (10) га берилади.
Стрипперда СО₂ трубалар орқали пастдан юқорига қараб, суюқ аралашма эса юқоридан пастга қараб берилади.
СО₂ – NH₃ нинг порциал босимини туширади ва карбоматни парчаланиши содир бўлади, сўнг бир вақтда NH₃ ажралади. Жараён иссиқлик ютилиши билан боради.
Скрубберга (12) дан 1,6- 2,6 МПа босимда буғ берилади.
Карбамид суюқланмаси (11) нинг пастки қисмидан чиқиб, дросселлаш клапонидан 0,25 - 0,35 МПа босимгача дросселаниб, (13) ректификация колоннасига берилади.
Стриппер юқорисидан чиққан дисситиляцион газлар Ю.Б (7) конденсаторининг юқори қисмига берилади. Конденсаторга инжектор (6) орқали карбомат эритмаси скруббер (12) дан тоза суюқ NH₃ ва (11) колоннадан газ миқдорда эритма биргаликда берилади.
Скруббер ва инжектордан келган эритма ва газлар кондесаторнинг юқори қисмида ажралишади.
167-174 ^оС ва 13,4-14,4 МПа босимда қуйидаги реакция кетади.
2NH₃ + СО₂  NH₄СООNH₂ + Q
Жараёнда ажралган иссиқликдан паст босимли буғ олишда фойдаланилади. Сепаратор нормал режимда ишлаганда, у ерда автоматик равишда шундай босим ушлаб туриладики, бунда СО₂ ва NH₃ ни бир қисми конденсация қилинади.
NH₄CООNH₂  NH₂CОNH₂ +H₂О - Q
Конденсатор (7) да ҳосил бўлган карбомат ва NH₃, СО_{2 ,} инерт газлар аралашмаси билан биргаликда синтез калоннасининг пастки қисмидан берилади.
Реакторда 167-183⁰С да реактор баландлиги бўйича карбамид ҳосил бўлади.Босим 13,4-14,4 МПа, NH₃ : СО₂ моль нисбати 2,8-2,9:1, суюқланмани реакторда бўлиш вақти 1 соат, СО₂ ни карбамидга айланиш даражаси 57%.
Синтез калоннадан чиққан газ фаза (таркибида NH₃ ) скруббер (12) га боради. Бу ерда бир қисм аммиак ва СО₂ реакцияси усулидан берилаётган углеаммоний тузлари эритмасида конденсатор (7) га берилади.
Рециркуляция.
Скруббер (12) дан чиққан карбамид суюқланмаси клапон LEUR 2503 да 0,25- 0,35 МПа босимгача дросселланиб (13) ректификация колоннасига берилади.
Дросселланганда ҳарорат 160-175 ⁰С дан 102-105⁰С гача тушади. Бир қисм карбамат NH₃ ва СО₂ га ажралади. Ректификация колоннасида иситгич, сеператор ва модда амлашинувчи аппаратлар жойлашган.
Модда алмашинувчи аппарат юқори қисми насадкалар (палла насадкаси) билан тўлдирилади.
Ректификация калоннасида суюқлик-газ аралашмаси форсунка орқали насадкалар орасида кенг тақсимланади ва пастга оқади.
Пастдан юқорига қараб иситгичда карбамат парчаланишидан ҳосил бўлган газ оқади.
Насадка юзасида қарама-қарши оқимлар ўртасида модда алмашиниш жараёни юз беради.
Насадкадан ўтган карбомат эритмаси иситгичга тушади ва 8-4 МПа буғ ёрдамида 135⁰С гача исийди.
Иситгичда карбаматни NH₃ ва СО₂ га ажралиши содир бўлади.
Карбамат иситгичдан сепараторга боради ва бу ерда газ фаза; NH_3, СО₂ сув буғлари ва инерт газлар карбамид эритмасидан олинади.
Карбамид эритмаси ректификасион колоннанинг сепараторидан вакуум буғлатгич (15) га берилади.
Босим – 44-56 КПа;
Ҳарорат – 90-98⁰С;
Бу ерда босим пасайганлиги сабабли қолган карбомат тўлиғича NH_3, СО₂ ва сув буғига парчаланади.
Вакуум буғлатгич (15) дан кейин карбамид эритмаси (16) карбамид йиғгичга келади. Йиғгич горизонтал ҳолатда бўлиб, 2 қисмга ажратилган. Гидрозатвор - ҳажми 14м³, Карбамид йиғгич - ҳажми-166м²,
Буғлатиш.
Карбамид йиғгич V-302 дан 70-72% ли карбамид эритмаси 90-98^ОС ҳароратда Р-303 А,В насослари Е-401 буғлатгичига келади. I босқич Е-401 буғлатгичи вертикал иссиқлик алмашиниш аппарати S-401 сокли буғ сеператори билан қўшилган.
II босқич буғлатишда 175-130⁰С да босим 30-32 КПа (абс) да (300-400) мм, см, уст, да 90-95% гача буғлатилади.
Сепаратордан карбамид эритмаси бораметрик труба “устка” С орқали II босқич буғлатиш (22) буғлатгичи трубкалари орасига киради.
Бу ерда карбамид эритмаси 135-140⁰С ва абсолут босим 2-4 КПа да 99% дан кам бўлган ҳолатда буғлатилади ва донадорлаш минорасига жўнатилади.
Донадорлаш (Грануляция) Карбамид суюқланмаси КФС қўшимчаси билан биргаликда буғлатиш усулидан 155-140⁰С ва 99,9 % кам бўлмаслиги керак.
Напор бокдан суюқланма (39) PМ фильтирларида механик қўшимчалардан тозаланиб, гранулятор (40) га берилади.
Грануляторда (43) вентилятор орқали пастдан ҳаво берилиб, грануля (42) га тушади. Бу ердан тайёр маҳсулот омборга кетади. II босқич (25) буғлатиш аппаратидан чиқаётган карбамид (27) КФС идишдан сочилувчанлигини таъминлаш учун КФС қўшилади. Гранулятор процессида ҳосил бўлган NH₃ ва СО₂, инерт газлардан тозалаш идишларига тушади. Сувда аралашиб аммиакли сув бўлиб (44) йиғгичга берилади.
Абсорбция жараёнида синтездан чиқаётган газлар абсорберга берилади. Босим 6 – 8 кг/см². Газлар абсорберда сувга юттирилиб, у ердан (12) скрубберга берилади.
Донадорлаш минорасининг баландлиги 112 м, доналарни тушиш баландлиги 93 м. Эритмаларни сочиб бериш учун 8 та акустик донадорлаш қурилмаси жойлаштирилган бўлиб, 4 таси заҳира ҳисобида туради, минора пастки қисмида мавхум қайнаш қурилмаси жойлашган бўлиб, бунда карбамид доналари ҳаво ёрдамида совитилади.
Минорани юқори қисмида вентилятор жойлашган бўлиб, уларнинг вазифаси ҳавони сўриб олиш ва ҳаво билан бирга чиқаётган карбамид чангларини скрубберларда тутиб қолади.
Чангларни ютиб қолиш учун ванналардан ўтказилади ёки сув берилади. Ҳосил бўлган эритма жараёнга қайтарилади.
Скрубберда суюқланма учун ванна, насос, карбамид тозалаш учун филpтр ва 40 дона пурковчи қурилмалар жойлашган.
Ваннада йиғилган карбамид эритмаси 20 - 40% гача етганда карбамид йиғиш қурилмасига узатилади.