Uzbekiston respublikasi oliy va urta maxsus ta`lim vazirligi
Download 1.27 Mb.
|
МУКТ маьруза матн
|
a i g-
NN3 : SO2molyar nisbati 2.18 — rasm. Ammiak ortik.cha mikdoriniig ammonii qushimcha Bu xolda karbamidning muvozanat unumiga ta`siri (o`rtacha 185-195°(18,5-32 MPa ia tu.chlirti zichligi 0,7 g/sm2uchuir jarayonida xosil bo`ladigan suvni biriktirib, reakqion muvozanatni karbamatdan karbamid xosil bo`lishi tomonga siljishini ta`minlaydi va moddalar xosil bo`lishini, shuningdek jixozlar korroziyasini kamaytiradi. ortikcha ammiakni tsiklga kaytarish yoki boshka maksadlarda, ya`ni ammoniy nitrat ishlab chikarishga yuborish rejalashtiriladi (bunda 1 t karbamid ishlab chikarishdagi ortikla ammiakdan 5-8 t ammoniy nitrat olish mumkinr. 2.4.3. Karbamid ishlab chikarish usullari Karbamid sintezi natijasida suv, karbamid, ammoniy karbamat va ammoniy karbonatlari suyuqlanmasi va ortikcha ammiak xosil bo`ladi. Ammoniy karbamati va karbonatlarini termik parchalash xamda ammiak va karbonat angidridni ajratish uchun suyuqlanmani distillyatsiya kilinadi. Olingan karbamidning suvli eritmasi kattik maxsulotga aylantiriladi. Ammiak va karbonat angidridning karbamidga utishi mmyufik rashiida 50% va 70% dan oshmaydi. Shuning uchun karbamid ishlab chik.arish fak.atgina sintez sharoitlarn (xarorat, bosim, NNz:S02 nisbati) bilangaina farklanmay, balki suyuqlanma distillyatsiyasi gazlari bo`lmish ammiak va karbonat angidridni tutib krlish va ishlatish usullari bilan xam farklanadi. Yukori kuvvatli ammiakli selitra ishlab chikarish bilan uygunlashgan kichik karbamid ishlab chikarish korxonalarida distillyatsiya gazlari karbamid sintezi jarayoniga kaytarilmagan xolda yopik (tutashgan) sxemada ishlaydi. Bunday xolda distillyatsiya jarayoni bir boskichda utkaziladi va gazlar aralashmasidagi ammiakning barcha kismi nitrat kislotasi bilan absorbtsiyalanadi. Xozirgi zamon yukori kuvvatli takomillashgan karbamid ishlab chikarish korxonalari yopik, (tutashgan) sxemada ishlaydi va bunda barcha distillyatsiya maxsulotlari karbamid sinteziga kaytariladi. Bunday sxemalarning takomillash agregatlar kuvvatini oshirish va jarayon energiyasi zaxirasidan unumli foydalanish yo`lidan bormokda. Distillyatsiya gazlarini retsirkulyatsiyasi (tsiklga kaytarish) turli usullar bilan amalga oshiriladi: 1r gaz retsikli — distillyatsiya maxsulotlari gaz xolida kaytariladi; 2r kisman yoki tula suyuq xoldagi retsikl — tsiklga suyuq ammiak yoki ammoniy karbonat tuzlarining eritmalari (suspenziyalari) kaytariladi. Ammiak va karbonat angdridni to`g`ridan-to`g`ri tsiklga k.aytarish ancha mushkuldir. Chunki kattik xolatdagi ammoniy karbamat xosil bo`lishini oldini olish mak.sadida suyuqlanma yukori xaroratda sik.ilishi kerak. Buning natijasida kompressorlar kishi korroziyaga uchraydi. Shuning uchun gazlarni selektiv absorbentlar bilan ajratib olinadi. Absorberda gazlarni karbamid nitrat eritmasi bilan yuvish natijasida ammiakni tutib kolinadi. Gazlar aralashmasi tarkibida kolgan SXr tsiklga kaytariladi. Absorbatni desorberda regeneratsiya kilinganda ammiak ajralib chikadi va tsiklga kaytariladi. Absorbent sifatida monoetanolamin NNgSNgSNzON ishlatilganda esa, distillyatsiya gazi tarkibidagi SO2 tutib kolinadi, ammiakni esa suyuqlantirilib tsiklga kaytariladi. Absorberdan chikayotgan absorbatni kizdirish natijasida SO2 ajratib olinadi va tsiklga kaytariladi. Regenerat esa yana absorberga kaytariladi. Suyuqlik retsiklli jarayonlar amalda ko`proq tarkalgandir. Bunda distillyatsiya gazlari suvga yuttirilib, xosil bo`lgan ammoniy karbonat tuzlarining kintsentrlangan eritmasi karbamid sinteziga kaytariladi. Eng takomillashgan usulda suyuqlanma distillyatsiyasi, ya`ni ammoniy karbamatning parchalanishi va ammiakni xaydash NNz va SOz muxitidagi sintez bosimi ostida amalga oshiriladi. 2.4.4. Tula suyuqlik retsiklida karbamid sintezi Suyuqlanmani ikki boskichli distillyatsiyasi va suyuqlik retsiklli karbamid sintezi texnologik sxemasining variantlaridan birini kurib chikamiz (2.19 — rasm). Mexanik qo`shimchalar, vodorod sul`fid, oltingugurtli organik birikmalardan tozalangan va kuritilgan gaz xolatidagi karbonat angidrid SO3turt boskichli kompressor (1r yordamida ~20 MPa bosimda va 95-100°S da aralashtirgich 6 ga yuboriladi (agar zarurat bo`lsa, boskichlardan birida SOz vodorod qo`shimchasidan tozalanadi). Aralashtirgichga 20 MPa bosim ostida ilunjerli nasos 3 yordamida suyuq. ammiak (190°S), plunjerli nasos 7 yordamida ammoniy karbonat tuzlarining eritmasi (190°Sr yuboriladi. Bu komponentlarni aralashtirish natijasida 175°S xaroratda ammoniy karbamat xosil bo`la boshlaydi. Sungra reaktsiya aralashma (molyar nisbati — NNz:S02:N20 = (3,8-4,5):1:(0,5-0,8) sintez kolonnasi 5 ga yuboriladi. Sintez kolonnasida 185°S xarorat va 20 MPa bosimda ammoniy karbamat xosil bo`lishi va karbamidgacha parchalanishi amalga oshiriladi. 2.1- rasm. Suyuqlik retsiklida karbamid ishlab chi|;;1|>[|||[ KS|rL11 yus; kochma 2;» -2(1 -sxsmasidistillyatsiyasir. 1 - SO-r uchuq turt boskqchli komiressor; 2 — suyuq ammiak taiksri; 3 — ammiak uchui ilui} nasog; 4 — 1-boskqch kondensatori; 5 — sqi-gs;» ko.yuiiagi; (> — a|rala||G1Ch1|r|ich; 7 - iluqjgr.t i; — yununchi kolonna; 9 — reftifikatsiya koloqiasi ( 1 -boskichir; II — 1-Groskqch gg||a]rato|r||; rskt11(|»ika1i1Ya koloniasi (2-boskichr; 13 - 2-bogk.ich isshtichi; 14 - 2-Groskqch (•(•iarato|r11; iakuum-bug`latgich; 10 — karbamnd ;»ritgmasi uchun niggich; 17 — moi ajratgich; IX — marka2dai nasos; I!r — kondensator; 20 — iakuum-nasos; 21 — 2-bosknch ko||;2-nsatgo[r||; 22 — rezervuar: markayadan kochma nasos; 24 — absorber; 25 — ammonii karbonat tuzlari :rritmasi uchun nniich: desorbsr; 27 — gonutgich; 28 — issiklik almashtirgich; 29 — markazdai kochma iasosla|r. Karbamid sintezi kolonnasi (2.20 — rasmr sferik taglikka ega bo`lgan qilindrik jixoz (aiiaratr dan iborat bo`lib, u uglerodli legirlangan iulatdan tayyorlanadi. Suyuqlanma tuknashadigan ichki kismi xromnikel`molibdenli iulat X17N16MZT yoki titan koilama bilan x2imoyalangan bo`ladi. Kuikatlamli yukori bosim (25-30 MPar ga chidamli korpus kismi uglerodli iulatdan tayyorlanadi. Korroziyaga bardoshli titandan tayyorlangan ichki ximoya kismi sintez xaroratini 200°S gacha etkazish imkoniyatini yaratadi. Ichki katlam xolatini nazorat kilish uchun kolonna korpusida teshikchalar bo`lib, u umumiy kollektorga boglanadi. Reaktsiyaga kirishuvchi massa kolonnaga ostidagi shtutserdan kiradi va yuqoridagi yassi kopkokdagi shtutser tomon asta siljib boradi. Suyuqlanmani tularok. aralashtirish uchun kolonnaning kuyirok kismnda panjarali tuskichlar urnatilgan. Quvvati (maxsuldorligi) 1250 t/sutka (450 .ming t/yil) bo`lgan agregatning ulchamlari: diametri 2-2,5 m, balandligi 30-35 m (xajmi 160 m3 gacha) bo`ladi. Reagentlar 2.20 — rasm. Karbamid siite:r koloiiasi. I- ko[rius; 2 — x,imoya katlami; 3 — 2imoya katlamishshg qa.chorat kollektor!!; 4 — naijar;r;5 — krikrk; (r — termopara uchun shtutser. Kolonnada xrsil bo`lgan 30-31% li karbamid, 21-22% li ammoniy karbamat, 33-34% li ortiqcha ammiak va 16-17% suvdan iborat sintez suyu2lanmasi ikki bosqichli distillyatsiyaga yuboriladi. X,ar bir distillyatsiya agregatining boskichi uchta jixozdan iborat: rektifikatsiya kolonnalari, isitgichlar va separatorlar (2.19 — rasm). Kolonnadan chikayotgan karbamid suyuqlanmasining bosimi 20 MPa dan 1,8-2,0 MPa gacha pasayadi va distillyatsiya agregati 1-boskich rektifikatsiya kolonnasining yukorisiga tushadi. Bu erda 12 0-125° S xaroratda undan ammiak gaz fazaga utadi. Sungra issiklik almashtirgich 10 da ammoniy karbamat suyuqlanmasi parchalanishi uchun 158-162°S gacha kizdiriladi. X,osil bo`lgan bug`-gaz aralashmasi separator 11 da ajratiladi. Gaz faza reftifikatsiya kolonnasi 9 ostiga kaytariladi. Suyuq faza esa bosimi 0,25-0,4 MPa gacha pasaytirilib, distillyatsiyaning 2-boskichiga yuboriladi. Reftifikatsiya kolonnasi 9 dan chikadigan gaz faza (75-76% G2N.-}, 21-22% SOd va 3%o atrofida NdOr yuvuvchi kolonna 8 ostiga yuboriladi. Bu erda bug` yordamida isitiluvchi isitgich yordamida 92-96°S xarorat ushlab turiladi. Bu erga distillyatsiyaning 2-bosqichidan ammoniy karbonat tuzlarining eritmasi yuboriladi. Yuvuvchi kolonnada SO2 ning asosiy mikdori yuviladi va 38-45%o .M-[;{, 30-37% SO2, 22-27% N2O tarkibli kondensat xosil bo`ladi. Bu eritma nasos 7 yordamida sikiladi va 20 MI a bosimda aralashtirgich 6 ga yuboriladi. Gaz xolatidagi ammiak 45-50°S xaroratda kolonna 8 ning tuldirgichli yukori kismida SO2 dan tamomila ajratiladi. U kintsentrlangan ammiak (93-96% bilan yuvib turiladi va kondensator 4 ga yuboriladi. U erda sik.iladi va tanker 2 ork.ali tsiklga kaytariladi. Kondensatsiyalanmagan gazlar (asosan Nd, 2, 02r absorbtsiya sistemasida ammiak gazi koldigidan tozalanib, atmosfera bosimigacha pasaytiriladi va atmosferaga chikarib yuboriladi. Distillyatsiyaning 2-boskichiga tushgan eritma 55-61% karbamid, 4-5 % ammoniy karbamat, 6-7% ortikcha ammiak va 28-35% suvdan iborat bo`ladi. Bu boskichda xam distillyatsiya jarayoni xuddi 1-boskichdagi kabi amalga oshiriladi, ya`ni eritma dastavval reftifikatsiya kolonnasi 12 dan utadi. Bunda eritma ammiakning buglanishi va ammoniy karbamatning parchalanishi tufayli 110° S ga qadar soviydi. Sungra u isitgich 13 da 140-142°S gacha isiydi va separator 14 ga tushadi. Separatorda gaz va suyuq fazalar ajratiladi. Distillyatsiyaning 2-boskichida ammoniy karbamat parchalanishi xamda ammiak va karbonat angidrid xaydalishi tugallanadi. Bunda kolgan 70-72% karbamid separator 14 dan drosellanadi (bosimi tushiriladir va vakuum -buglatgich 15 ga tushadi. Bu erda 40 KIa bosimda va buglatish natijasida xarorat 90°S gacha pasayib, suyuqlanma kontsentratsiyasi 74-76% ga etadi. Sungra xosil kilingan eritma yiggich 16 va moy ajratgich 17 orkali utib, tayyor maxsulot olish bo`linmasiga yuboriladi. Reftifikatsiya kolonnasi 12 dan chikayotgan 55-56% N14;r, 24-25% SO2 va 20-21% N2O tarkibli gaz faza kondensator 21 ga yuboriladi. Kondensatorda (40°Sr xosil bo`lgai ammoniy karbonat tuzlarining kuchsiz eritmasi (33-50% NI:2, 10-16% SO2 va 35-55% NdOr rezervuar 22 orkali nasos 23 yordamida yuvuvchi kolonna 8 ga yuboriladi. Kondensator 21 dan chikadigan gaz faza va boshka (tarkibida NN3; va SO2 bo`lganr gazlar absorber 24 ga yuboriladi. Absorberdan esa inert xolatidagi gazlar atmosferaga chikib ketadi. Absorber 24 da xosil bo`lgan ammoniy karbonat tuzlarining eritmasi issiklik almashtirgich 28 da 90-95° S gacha isitiladi va desorber 26 ga yuboriladi. Bu erda 0,3-0,4 MPa bosim va 135-145°S xaroratda kizdirilgan bug yordamida bu birikmani R Keltirilgan sxemaning salbiy tomoni shundaki, unda ammoniy karbamatning karbamidga konversiya darajasi unchalik kщori emas (62-65%r, regeneratsiya sistemasi esa murakkab, sintez issikligidan samarali foydalanish qiyinrokdir. Shuning uchun xozirgi paytda keng mikyosdagi takomillashgan jarayonlar qullanila boshlandi. Ularni striiiing jarayonlar (inglizcha - x.aydash, strukturani buzitor deb ataladi. Bu usul jarayonda ta`sirlashmagan NNz va SO2 larning kui k.ismini sintez bosimida xaydash va kondensaqiyalashga asoslangan bo`lib, ishlab chikarish sxemasini k.iskartirish, sintez kismga kaytayotgan suvni kamaytirish va kondensaqiya issiqligidan samarali foydalanish imkoniyatini yaratadi. Bu jarayonlarda suyuqlanma distillyatsiyasi k.arama-k.arshn ok.imdagi karbonat angidrid va ammiak bilan amalga oshiriladi. Bu esa suyuqlanma distillyatsiyasini pastrok xaroratda olib borishga va karbamidning gidrolizlanishiga barxam berilishiga olib keladi. Striiiing-jarayonlar variantlaridan biri Gollandiya firmasining «Stamikarbon» usuli bo`lib, unda karbamid sintezi 13 MPa bosim va 180-190° S xaroratda reaktor — avtoklav 6 da (2.21 — rasmr amalga oshirilib, avtoklav 8-10 elakli tusiklarga ega bo`ladi. Unga suyuq x,olatdagi ammiak va yukori bosimli ammoniy karbamatning suv-ammiakli eritmasi kondensatorlar 5 va 7 dan yuboriladi (I « 170°Sr. Ta`sirlashuvchi aralashma avtoklavdan utish vaktida (45-60 minr muvozanatga 90-95% erishiladi. 2.21 — rasm. Striiinng-jarayonda karbamid sintezi ia suyuqlanma disttsllyatsilsining proportsinal sxemasi: 1,11,14 — separatorlar; 2 — komiressor; 3 — issiklik almashtirgich — distillyator; 4 — iagoglar; 5,7 — yuk.ori bosimli koidsisatorlar; 6 — reaktor; 8 — drossel` klaiaii: !r — reftifikatsiya koloiiasi; Kr — isitgich; 12 — yuk.ori bosimln kondensator; 13,17 — idishlar; 15 — dssorbsr; K! — ISS11KL11K almashtirgich; 18 — skrubber. Reaktordan chikayotgan suyuqlanma (13 MPa dar bug` bilan k.izdirlgan (2,5 M11a dar SO2 (unga korroziyaga karshi xavo kushiladir bilan issiklik almashtirshch — distillyator 3 da distillanadi. Distillyatordan chщayotgan gazlar kondensator 7 ga yuboriladi. Bu erda sintez bosimida ammoniy karbonat tuzlari eritmasining asosiy mikdori va past bosimli (0,35 MPar bug 2osil bo`ladi. Ammoniy karbonat tuzlarining eritmasi sintez kolonnasiga k.aytariladi. Kondensator 7 ga past bosimli kondensator 12 dan nasos yordamida bir kiem ammoniy karbamat eritmasi yuboriladi. Sintezning avtotermikligini ta`minlash uchun suv berish yo`li bilan kondensaqiya darajasi 80% atrofida ushlab turiladi. Suyuqlanma issiklik almashtirgich — distillyator 3 dan 0,3-0,4 MPa gacha drosellanib (pasaytirilibr distillyatsiyaning 2-boskichiga yuboriladi. Bu bosk.ich xam xuddi 1-boskichdagi kabi ishlaydi. 2.4.5. Karbamid eritmasidan tayyor maxsulot olish Karbamid sintezi reaktsiyasida I mol` (G Atmosferaga 2.22 - rasm. Donadorlangai karbamid ochish tasviri: 1 - karbamid eritmasi uchun idshch (yiggichr; 2 - iress-fil`tr; 3,16 - baklar; 4 - birinchi boskich bug`latshi jix,ozining isitish kamerasi; 5 - separator; 6 - buglangai iritma shitichi; 7 - yuza kondsnsatori; 8 - tomchn tutgich; 9 - vakuum-nasos; 10 - barometrik bak; II - ikkiqchi bosk.ich rotor buglatish jix,ozi; 12 — barometrik kondensator; 13 — bug okimli ljektor; 14 — doiadorlash minorasn; 15 — donadorlagnch; 17 — ventilyator; 18 — lentali transiorte!r; 19 — donachalarii < Karbamid suyuqlanmasi bug`latish jarayonininr 2-bosk.ichidan donadorlash minorasi 14 ustidari idish 16 ra yuboriladi. U bug` bilan isitib turila d i. Suyuqlanma idishdan donadorlarich 15 ra tushadi. Sochilayotran tomchilar karama-karshi ok2imli 2avo ta`sirida donadorlanib kuriydi. Donachalar 60-70°S dan 40-50°S xaroratracha «k.aynovchi katlam» jixozida sovutiladi. Donachalar ulchami 1-4 mm bo`lran maxsulot minora ichidari yoki yonma-yon joylashran ikki elakli elarichda ajratiladi va koilarra joylanib omborra yuborilari. Ulchami 1 mm dan kichik va 4 mm dan katta bo`lran donachalar (yoki kukunr bak 22 da yiriladi. Ularni suvda eritilib tsiklra kaytariladi. «Stamikarbon» striiiinr-jarayon usuli buyicha 1 t karbamid ishlab chik.arish uchun 0,58 t MNz (100% lir, 0,75 t SOz (100% lir, 4,82 GDj bug`, 65 m3 sovituvchi suv va 480 MDj elektroenerriya sarf bo`ladi. 2.5. Ammoniy sul`fat Ammoniy sul`fat (N1-14r2304 - ranrsiz kristall modda (zichliri 1769 kg/m2r bo`lib, uninr tarkibida 21,21% azot bo`ladi. 350"S; dan yuk.ori xaroratda k.izlirilra nda ammiak va sul`fat kislotara parchalanadi. 100°S da nordon tuz xosil k.ilish bilan dissoI2iyalanish boshlanadi; (N114r2804 ustidari NN3 ninr bosimi 205° S; xaroratda 0,067 kPa ni, 300°S da 6,772 kPa ni tashkil etadi. Ammoniy sul`fat suvda yaxshi eriydi. U kristalloridratlar xosil kilmaydi va uninr eruvchanliri xarorat ortishi bilan sezilarli uzrarmaydi. Ammoniy sul`fat gidroskopikliri va yopishkokliri kam bo`lran o`g`it Xisoblanib, uni ishlatishda kiyinchilik tugdirmaydi. Kamchiligi — o`g`itiing tarkibida azot mikdorining ozligi va fiziologik kislotaliligining yuqoriligidadir. Uiing kullanilishi natijasida tuirokda sul`fat kislotasining tuilanishi tufayli uni neytrallash uchun davriy ravishda oxaklash zarurati kelib chikadi. Sanoatda ammoniy sul`fat ishlab chikarish usulining asosini sul`fat kislotasini ammiak bilan neytrallash tashkil etadi. Bu maksadda toshkumirni kokslash jarayonida xosil bo`ladigan gazlar aralashmasidan ajratib olingan ammiak gazi ishlatiladi. Koks gazini ammiak (va shu bilan bir vak.tda iiridin asoslarir dan tozalash jarayoni ammoniy sul`fat ishlab chi2arish bilan boglangan. Sintetik ammiakdan esa boshka turdagi yukori kontsentratsiyali azotli o`g`itlar: ammiakli selitra, karbamid ishlab chikarishda foydalaniladi. Chet ellarda, qisman ammoniy sul`fat, giisni ammoniy karbonat eritmasi bilan kayta ishlash natijasida konversiyalab ishlab chik.ariladi. Bundan taiщari kairolaktam ishlab chikarish jarayonida xosil bo`ladigan okava suvlardan xam ammoniy sul`fat ishlab chikarish usullari xam mavjuddir. Ammoniy sul`fat donadorlangan yoki kristall xolatda ishlab chikariladi va belgilangan Davlat standartlari talablariga javob berishi lozim (2.1 — jadvalr. Ammoniy sul`fat qogoz yoki polietilen koilarda yoki vagonlarda tashiladi. 2.1 — jadval
2.5.1. Ammoniy sul`fat ishlab chikdrishning fizik-kimyoviy asoslari Sul`fat kislotasini gaz xolatidagi ammiak bilan neytrallash kuyidagi reaktsiyaga asoslangan: 212Nz (gr + N2§04 (sr = (NN4r2§04 (k.r + 274 kj Bunda kui mikdordagi issiklik ajralib chikadi. X,osil bo`lgan issiklik (saturator jarayonidagi) va tashk.aridan gazlar bilan kiradigan issiklik (saturatirsiz jarayonidagir birgalikda sistemadagi suvni buglanishiga sarf budadi va eritmaning tuyinishi xisobiga kristall xolatdagi maxsulot xosil bo`ladi. Kaynok xrldagi reayuщyada urta tuz eritmasidan maxsulotni kristallantirishni ta`minlashi muxim axamiyatga ega. Sul`fat kislotasidagi qo`shimchalar, ayniqsa, temir va alyuminiy sul`fatlari ammoniy sul`fatning kristallanishin qiynlashtiradi. Kislotani neytrallash iaytida kolloid xolatda temir va alyuminiy gidroksidlari chukadi: (Re, A1r2 (804r3 + 6NNz + NgO = 2(Re, A1r (ONrz + 3(NN4r2§04 Bunda ammoniy sul`fat kristallarining usishi qiyinlashadi. Shu maksadda neytrallash jarayoiini davriy reaktorlarda bosk.ichli utkazish maksa dga muvofikdir. 2.5.2. Koks gazi ammiakidan ammoniy sul`fat ishlab chiqarish Koks gazi tarkibida 6-14 g/m gacha ammiak bo`ladi. Uni uch xil: bilvosita, bevosita va yarimbevosita usullar bilan ammoniy sul`fatga aylantirilishi mumkin. Download 1.27 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|