ВВЕДЕНИЕ 3
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4
1.1 Существующие способы получения карбамида 4
1.2 Физико-химические основы процесса 5
1.2.1 Механизм и кинетика процесса 9
1.3 Технические требования к карбамиду 14
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 15
2.1 Описание технологической схемы стадии синтеза в процессе
карбамида на ПАО «КуйбышевАзот» 15
2.2 Аналитический контроль процесса 22
2.3 Возможности модернизации стадии синтеза 22
3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 31
3.1 Материальный баланс существующей установки 31
3.2 Материальный баланс модернизированной установки 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИКОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Карбамид является самым распространенным в мире азотным удобрением с долей 60% в 2017 году. Благодаря этому его цены определяют динамику цен на другие азотные удобрения, такие как аммиачная селитра и Карбамида аммиачная смесь (КАС). В то же время эти продукты являются более эффективными в применении, что традиционно обеспечивает им премию в цене. Объем мирового производства сельскохозяйственной аммиачной селитры в 2017 году составил 22 млн тонн, а Карбамида аммиачная смесь КАС - 21 млн тонн.
Мировое производство карбамида динамично развивается. Этому способствует рост спроса со стороны основных потребителей - стран третьего мира (Мексика, Бразилия, Гондурас, Гватемала, Перу, Вьетнам, Таиланд, Индия), а также США и Западной Европы.
Целью бакалаврской работы является модернизация стадии синтеза карбамида производства ПАО «КуйбышевАзот».
В связи с поставленной целью в работе должны быть решены следующие задачи:
1. Изучить основы процесса синтеза карбамида: механизм, кинетика процесса, а также требования к качеству целевой продукции;
2. Проанализировать существующую технологическую схему процесса получения карбамида, реализованную компанией ПАО «Куйбышевазот»;
3. Выявить возможности модернизации процесса;
4. Произвести соответствующие расчеты, подтверждающие эффективность предлагаемого решения.
Результаты и выводы по проделанной работе:
1. Изучены основы процесса синтеза карбамида: условия процесса, механизм и кинетика процесса, а также требования к качеству товарного карбамида.
2. Проведен анализ существующей технологической схемы стадии синтеза карбамида производства ПАО «Куйбышевазот».
3. Изучены возможности оптимизации процесса. В качестве модернизации в работе предлагаем замену существующих тарелок на высокоэффективные.
4. Эффективность предлагаемы устройств подтверждается данными исследованиями, а также производимыми в работе расчетами.
5. В расчетной части бакалаврской работы представлены расчеты материального балансов существующей и проектируемой установки.
6. Анализ данных расчета позволяет сделать вывод, что использование тарелок новой конструкции позволяет увеличить выход карбамида на 7,78%.
1. Рабинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник: Справ. изд./ Под ред. А. А. Потехина и А. И. Ефимова. — 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Химия, 1991. — 432 с.
2. Нейланд О. Я. Органическая химия: Учебник для химических специальностей вузов.— Москва: Высшая школа, 1990.— с. 645—646.
3. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений: учебник для вузов. - 6-е изд., перераб. - Л.: Химия, 1989 - 352 с.
4. Атрощенко В.И., Алексеев А.М., Засорин А.П., Кириллов И.П., Конвисар В.И., Ястребенецкий А.Р. Курс технологии связанного азота. Москва «химия» 1969г. 384с.
5. Солоха А.А. Справочник азотчика. - М.: Химия,1987. 464с.
6. Кучерявый В.И., Лебедев В.В. Синтез и применение карбамида. Химия, 1970, 448с.
7. Регламент установки производства карбамида «КуйбышевАзот»
8. Гольдберг М.М., Ермолаев Т.А., Ливщиц М.Л. Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов. М.: Химия, 1978. 512с.
9. ГОСТ 6221-90 Аммиак безводный сжиженный. Технические условия.
10. ГОСТ 8050-85 Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия.
11. ГОСТ 2081-2010 Карбамид. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 2010.
12. Тарелка реактора для получения мочевины, реактор и способ получения мочевины. КАРЛЕССИ Лино (IT) АВАЛЬЯНО Уго (IT)/ САИПЕМ С.п.А. (IT) Патент РФ 2 606 126 С2 2017
13 Prem Baboo. REACTOR KINETICS OF UREA FORMATION. 2015
14. Katerina Kermeli, Ernst Worrell, Wina Graus. Energy Efficiency and Cost Saving Opportunities for Ammonia and Nitrogenous Fertilizer Production/ENERGY STAR® Guide for Energy and Plant Managers, 2017
15. Meessen, J.H. (2010). Urea. In Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. vol. 37, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2010 pp. 657-696
16. Zardi, F. (2010). Latest application of Casale technologies to urea plants. Prepared for presentation at the Nitrogen & Syngas conference and exhibition. 28th February- 3rd March, 2010. Bahrain.
17 Краткий справочник физико-химических величин / Под редакцией К.П. Мищенко и А.А. Равделя, - Л.: Химия, 1974 г.
18. Физические свойства наиболее известных химических веществ. Справочное пособие /РХТУ им. Д. И. Менделеева. М., 2003.
19. Гутник С.П. Расчеты по технологии органического синтеза. М: Химия, 1988. - 272 с.
20. Павлов. К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л: Химия, 1987. - 576.
21. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского М: Химия 1991. - 496 с.
23. Общая органическая химия, т.3, азотосодержащие соединения. Пер. с англ. А.Я. Черняк. Под редакцией Н.К. Кочеткова и А.В. Бакиновского. М.: Химия, 1982.