Введение 5
1 Теоретическая часть 7
1.1 Обоснование темы исследования 7
1.2 Теоретические основы производства карбамида 8
1.2 Химизм и способы получения меламина 11
1.3 Примеры интеграции производства карбамида 17
1.4 Патентный поиск по технологиям совместного получения карбамида и
меламина 29
2 Технологическая часть 34
2.1 Описание базовой технологии производства карбамида 34
2.2 Выбор и описание предлагаемой технологии совместного получения
карбамида и меламина 39
3 Расчетная часть 44
3.1 Расчет материального баланса реактора синтеза меламина 44
3.2 Расчет теплового баланса реактора синтеза меламина 45
3.3 Конструкционный расчет реактора синтеза меламина 48
Заключение 51
Список используемой литературы 52
Приложение А 58
Карбамид является высокоэффективным азотным удобрением, кроме того, он используется в производстве в процессах конденсации с формальдегидом, в фармацевтической промышленности для изготовления дезинфицирующих средств, в производстве косметики, в нефтехимической промышленности. Производство карбамида осуществляется на 15 предприятиях России.
Меламин для России является достаточно инновационным продуктом. До 2012 год потребность в меламине полностью покрывалась импортными поставками. Объём мирового рынка меламина составляется 1,5 млн. тонн. Мировой спрос на меламин растет на 4-6% в год. Лидерами мирового рынка меламина являются производители из Германии (68%) ,США (10%) и Китая (14%) [1]. Первое производство в России было открыто компанией МХК «Еврохим» на Невинномысском Азоте, годовой объём выпуска меламин составляет 50 тыс. тонн в год [2].
Основные потребители меламина - деревообрабатывающая и лакокрасочная промышленности. Меламин является источником получения полимерных материалов (меламин-формальдегидных смол, клеев, пластмасс), гербицидов, фунгицидов, отбеливателей, дубителей, антисептиков, препаратов для дезинфекции. Используется в качестве небелкового источника азота для домашнего скота и даже в производстве бумажных денег для увеличения срока их службы.
В настоящее время потребность в меламине, как ценном химическом продукте, на мировом рынке значительно выше объема производства данного продукта. Расширение спроса на меламин делает актуальным наращивание мощностей его производства.
Если в начале истории основой производства меламина был его синтез из дициандиамида (NH2CN)2, то при активном росте крупнотоннажных производств карбамида, этот способ был вытеснен пиролизом карбамида [1].
Поскольку сырьем для производства меламина является карбамид, а побочные продукты производства меламина являются исходными для производства карбамида, то совместное их производство имеет много положительных эффектов, включая снижение вредных выбросов.
Целью работы является разработка эффективного совмещения процессов получения карбамида и меламина.
Задачами представленной работы являются:
- Изучение теоретических основ производства карбамиди и меламина.
- Описание технологических схем производства карбамида и меламина;
- Патентный поиск и выбор интегрированного комплекса карбамид- меламин.
- Проведение технологических расчетов.
Актуальность темы обусловлена тем, что потребность в меламине, как ценном химическом продукте, на мировом рынке значительно выше объема производства данного продукта.
Необходимость интеграции производств карбамида и меламина обусловлена теми фактами, что сырьем для производства меламина является карбамид, а побочные продукты производства меламина являются исходными для производства карбамида.
Рассмотрены теоретические основы получения карбамида и базовая схема производства карбамида.
Описаны химизм и способы получения меламина из карбамида.
Приведены примеры интеграции производств карбамида и меламина.
Проведен патентный поиск глубиной 10 лет, который подтвердил интерес исследователей к теме совместного получения карбамида и меламина.
Выбрана схема производства меламина и показана принципиальная схема интеграции комплекса: Аммиак-Карбамид-Меламин.
Проведен материальный и тепловой балансы производства меламина производительностью 45 тысяч тонн в год. Дан конструкторский расчет реактора синтеза меламина.
В связи с использование газов с производства меламина возможно достижение экономической выгоды от производства карбамида. Так как данное производство отсутствует в нашем городе, были взяты приблизительные показатели производительности и исходя из них осуществлены расчеты изучаемого современного производства. Считаю данное использование отходящих газов с производства меланина в производстве карбамида эффективным, а совмещение производства меламина и карбамида рациональным и экономически выгодным.
