Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Строение, свойства и применение карбамида 6
1.1 Физико-химические свойства карбамида 6
1.2 Применение карбамида 7
2 Анализ технологии получения карбамида на примере ПАО «Тольяттиазот» 10
3 Оптимизация технологии получения карбамида 17
3.1. Предложение по очистке диоксида углерода от горючих примесей 17
3.2 Повышение эффективности подачи диоксида углерода с помощью компрессорно-насосной установки 19
3.3 Модернизация колонны синтеза с помощью внедрения комплекта внутренних устройств 24
3.3.1 Расчет материального баланса колонны синтеза до внедрения комплекта внутренних устройств 28
3.3.2 Расчет материального баланса колонны синтеза после внедрения комплекта внутренних устройств 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 41
В структуре потребления азотных удобрений доля карбамида продолжает возрастать. Это связано с высокими потребительскими свойствами его как удобрения, а так же с недостатками аммиачных удобрений и аммиачной селитры.
С увеличением спроса на мочевину и ее обширным применением в различных сферах возрастает потребность во внедрении новых оптимизаций в существующие технологические схемы для повышения объема готового продукта и снижения удельных энергетических затрат. Этим обусловлена актуальность выбранной темы.
Увеличение производительности карбамида требует подачу дополнительных количеств диоксида углерода и аммиака.
Проблема данной темы исследования: отсутствие эффективного метода подачи исходного CO2 с наименьшими потерями в реактор синтеза карбамида.
Цель бакалаврской работы: увеличение объема готового карбамида с меньшими энергозатратами на его производство за счет снижения потерь CO₂.
Именно поэтому требуется разработка установки, в которой возможно эффективное сочетание процессов получения жидкого CO₂ с увеличением его количества для дальнейшей подачи в реактор синтеза.
Для достижения поставленной цели, следует выполнить следующие задачи:
1. Выявить основные факторы, влияющие на технологический процесс при производстве мочевины.
2. Внедрить установку, в которой возможно эффективное сочетание процессов получения жидкого CO₂ с увеличением его количества, в существующий узел синтеза.
В результате проделанной работы можно сделать можно следующие заключения:
1. Для оптимизации узла синтеза карбамида нужно учитывать такие факторы как:
а) Качество и концентрация исходного сырья.
б) Способ подачи CO2.
в) Степень превращения карбамата аммония в карбамид.
г) Температура, давление и конструкция реактора.
2. Предложен метод очистки исходного CO2 от горючих примесей с помощью размещение межступенчатого узла выжигания горючих газов под низким давлением с использованием тепла компримирования. Благодаря данному методу можно уменьшить содержание горючих примесей с 2,5% до 0,005%.
3. Предложена технологическая схема установки компримирования диоксида углерода, отличающаяся тем, что перевод компримированного газообразного CO2 в жидкое состояние достигается за счет съема и рекуперации тепла в рекуперативном теплообменнике, охлаждаемом бромистолитиевой холодильной машиной, с дальнейшим разделением жидкого и газообразного CO2 в сепараторе и сжатием сжиженного CO2 до давления 15 МПа в плунжерном низкотемпературном насосе. Преимущество данной установки заключается в увеличении производительности агрегата на 13,5 т/ч и снижении удельных энергозатрат производства на 30%.
4. Предложена модернизация колонны синтеза карбамида, путем внедрения комплекта внутренних устройств. За счет этого степень конверсии карбамата аммония в карбамид увеличивается до 64%. На этом основании составлен материальный баланс, по результатам которого количество карбамида на 1 т готового продукта увеличивается с 1065,54 кг до 1070 кг.
Таким образом, предлагаемые технологические решения позволяют увеличить объем производимой продукции и снизить энергозатраты на ее получение для узла синтеза карбамида на ПАО «Тольяттиазот».
