Синтез карбамида производительностью 100 тонн. Григорьева Р.Н._ХТбз-1702а_ХТНВ_КР (2). Гранулирование плава карбамида
 Скачать 0.54 Mb.
|
 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тольяттинский государственный университет» Институт химии и энергетики Кафедра Химическая технология и ресурсосбережение 18.03.01 Химическая технология (код и наименование направления подготовки) «Химическая технология органических и неорганических веществ» (профиль) КУРСОВая работа по учебному курсу «Химия и технология неорганических веществ 2» На тему: «Гранулирование плава карбамида»
Тольятти 2022 СодержаниеВведение 4 1.Теоретическая часть 4 1.1.Общая характеристика производства 5 1.2.Характеристики исходного сырья 6 1.3.Характеристики продукции 6 1.3.1.Основные константы и физико-химические свойства CO(NH2)2 7 1.3.2.Растворимость CO(NH2)2 9 1.3.3.Разложение CO(NH2)2 9 1.3.4.Слёживаемость CO(NH2)2 10 1.3.5.Применение CO(NH2)2 10 2.Технологическая часть 12 2.1.Описание технологической схемы 12 2.2.Синтез CO(NH2)2 12 2.3.Дистилляция CO(NH2)2 14 2.4.Выпаривание 16 3.Расчеты технологических процессов 19 3.1.Расчёт материального баланса узла синтеза карбамида 19 3.2.Расчёт теплового баланса узла синтеза карбамида 25 3.3.Расчёт гранулятора барабанного типа 30 Заключение 32 Список используемых источников 34 ВведениеКарбамид или мочевина (СО(NH2)2) — химическое соединение, амид карбаминовой кислоты. Из-за высокого содержания в нём азота (более 46%), карбамид является хорошим удобрением в сельском хозяйстве и добавкой к кормам в животноводстве. Применение карбамида в сельском хозяйстве, животноводстве в синтезе смол и различных волокон, а также в других отраслях сделало его продуктом крупнотоннажных производств. Также он применяется в ряде более мелких отраслей, таких как косметика, фармацевтика и производство пищевых добавок. В данной курсовой работе рассмотрим метод получения карбамида с мощностью производства 100 тыс. тонн в год. Выберем основную технологическую схему для этого процесса. Ознакомимся с главным аппаратом, где происходит получение вещества, и выполним расчетную часть: а) материальный расчет (материальный баланс); б) тепловой расчет основного аппарата; в) расчет основного аппарата. Целью курсовой работы является ознакомление с методом получения карбамида, и научиться проводить технологические расчеты. Для выполнения курсовой работы, решались следующие задачи: - изучить технологические схемы для производства карбамида; - рассмотреть общую характеристику выбранного производства; - рассмотреть характеристики выпускаемой продукции, сырья, а также вспомогательных материалов; - разработка и описание выбранной технологической схемы; - выполнение расчетной части технологических процессов; - выполнение расчетов основного аппарата. Теоретическая часть Общая характеристика производства Производство гранулированного карбамида (CO(NH2)2) цеха №4 на предприятии ПАО «КуйбышевАзот» выполняется на агрегатах №1 и №2, введённых в эксплуатацию в 1968 и 1969 годах соответственно. Производится гранулированный CO(NH2)2 согласно методу, основанному на прямом его синтезе из NH3 и CO2 с полным жидкостным рециклом. Также за время существования производства были проведены замена и модернизация различных установок, задействованных в производстве, исключение некоторых установок из технологической схемы и введение в эксплуатацию новых; мощность производства была постепенно повышена путём установки дополнительного технологического, насосного и компрессорного оборудования до 100 тысяч тонн в год на момент 2018 года, то есть почти в 2 раза. Технико-экономический уровень производства достиг высшей категории. На данный момент продолжается модернизация процесса производства, увеличение уровня его мощности и повышение экологичности за счёт введения новых технологических решений. Сама технология производства состоит из нескольких последовательных этапов: получение CO(NH2)2 из NH3 и CO2 на двух агрегатах; дистилляция раствора CO(NH2)2 две ступени, получение углеаммонийных солей и конденсация NH3; абсорбция NH3 из производственных газов сдувки и очистка сточных вод выполнены в одну ступень на двух агрегатах; выпаривание водного раствора CO(NH2)2 выполнено в две ступени; гранулирование CO(NH2)2 выполнено в одну ступень; фасовка, складирование и отгрузка готового продукта выполнены в одну ступень. Характеристики исходного сырья ПАО «Куйбышевазот» производит карбамид (CO(NH2)2), используя в качестве исходного сырья аммиак (NH3) и диоксид углерода (CO2). Аммиак поступает в цех №4 из цеха №13 в жидком виде под давлением 12 кгс/см2, его температура поддерживается в интервале от минус 20 ℃ до плюс 20 ℃. Диоксид углерода (CO2) поступает в цех №4 из цеха №11 (производство аммиака), где является побочным продуктом. Температура подаваемого CO2 варьируется в интервале температур от 8 ℃ до 20 ℃, а его содержание не менее 97,5 %. Кроме аммиака и диоксида углерода в синтезе карбамида также участвуют вода и углеаммонийные соли, последние являются одним из побочных продуктов самого производства и подаются из барботёра с температурой от 90 ℃ до 95 ℃ и давлением от 190 до 210 кгс/см2. Общие характеристики исходного сырья представлены в таблице 1: Таблица 1 – Общие характеристики исходного сырья
Все исходные реагенты подаются в следующем мольном соотношении:  Характеристики продукции Основные константы и физико-химические свойства CO(NH2)2 Готовой продукцией цеха №4 являются: г  ранулированный марки «А» и «Б»;р  аствор для получения жидкого азотного удобрения (КАС).Ч    истый – это бесцветное кристаллическое вещество, не имеющее запаха, технический белого или слегка желтоватого цвета. В цехе №4 выпускается только в виде гранул. Сам по себе является амидом карбаминовой кислоты (H2NCOOН). Его химическое и структурное, а также некоторые другие данные представлены в таблице 2 и таблице 3:Таблица 2 – Химическое и структурное строение карбамида
Таблица 3 – Физико-химические показатели CO(NH2)2
В зависимости от назначения согласно ГОСТ 2081-2010 производится CO(NH2)2 марки «А», используемый для промышленности, и марки «Б», используемый в сельском хозяйстве, в частности в животноводстве в качестве прикормки и растениеводстве в качестве удобрения, а также для розничной продажи. Получаемая продукция соответствует следующим требованиям, представленным в таблицах 4, 5 и 6: Таблица 4 – Нормы и требования к показателям CO(NH2)2 марки «А»
Таблица 5 – Нормы и требования к показателям CO(NH2)2 марки «Б»
Таблица 6 – Требования к раствору  , используемому в цехе №3 для получения КАС
«Технология производства карбамида исключает возможность образования и накопления примесей токсичных элементов, в том числе свинца, мышьяка, кадмия, ртути и радионуклидов природного и техногенного происхождения, поэтому для карбамида регламентация их не требуется» [12]. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ассовая доля свободного NH3 для гранулированного , %