Введение
1Анализ технологий получения карбамида. технологическая схема
производства на примере ПАО «Тольяттиазот»
1.1Краткая характеристика применяемого сырья, полупродуктов,
вспомогательных материалов и готовой продукции
1.2Кинетика процесса образования карбамида
1.3Применение карбамида
1.4Анализ технологического процесса производства карбамида
1.5Описание и характеристика технологического оборудования
1.6История производства ПАО «Тольяттиазот»
1.7Технологическая схема производства карбамида на ПАО
«Тольяттиазот»
2Модернизация конструктивных элементов и технологических
параметров узлов синтеза и дистилляции карбамида
2.1Анализ термодинамики, кинетики и гидродинамики реактора
синтеза карбамида R-1
2.2Материальный баланс
2.3Тепловой баланс
2.4Расчет реактора на прочность
2.5Расчет дополнительного оборудования
2.6Модернизация сборника V-1 узла дистилляции среднего давления
Заключение
Список используемой литературы
используемых источников
Карбамид СО(NH2)2 – выпускающееся в промышленном масштабе
азотное удобрение, находящееся на втором месте по объемам производства
после аммиачной селитры (NH₄NO₃) (лидера среди азотных удобрений).
Ежегодное увеличение объемов выпуска карбамида обусловлено растущими
темпами промышленности и сельского хозяйства, где наиболее
распространено применение данного удобрения. Карбамид, используемый в
промышленности, в основном используется в качестве продуктов его
конденсации с формальдегидом – карбамидоформальдегидных полимеров
(КФП), смол, клеев качественный состав и свойства которых различны и
зависят от условий протекания синтеза.
Фармацевтическая промышленность применяет карбамид при
изготовлени снотворных и седативных препаратов (бромурал, люминал и др.),
мочегонных, раназаживляющих, дезинфецирующих и косметических средств,
что приведено в работах [42], [43].
Представляя собой высококонцентрированное азотное удобрение,
карбамид легко усваивается и под действием почвенных бактерий, быстро
преобразуется в углекислый аммоний ((NH4)2CO3), с последующим
окислением до азотнокислых соединений, что приведено в работах [6], [37],
[38], [45], [46].
В отличие от большинства твердых удобрений карбамид содержит 46,6
% азота, что в свою очередь определяет экономическую целесообразность его
применения в качестве удобрения для растений. Ввиду того, что карбамид не
вызывает химических ожогов (в отличие от аммиачной селитры), он может
широко применятся, не только для корневого удобрения, но и для листьев
стебельков растений. Азот карбамида также применяют в качестве исходного
компонента в биологическом процессе синтеза животного белка (служит как
синтетический заменитель белка).Объемы выпуска карбамида имеют устойчивую тенденцию к
дальнейшему росту, что обуславливает необходимость в постоянном
качественном совершенствовании технологии его производства (технических
экономических и экологических показателей) [6], [23].
Научно-технический потенциал в целом и в области химического
производства, в частности, находится на высочайшем уровне, что при
эффективном его использовании может привести к качественно новым
изменениям технико-экономических показателей при производстве
карбамида. Следует отметить, что ввиду масштаба отрасли, имеет значение
даже небольшое усовершенствование технологического процесса или
аппаратного обеспечения в производстве карбамида. В связи с выше
изложенным целью данной работы является: увеличение объемов выпуска
карбамида на ПАО «Тольяттиазот» за счет повышения надежности и
производительности узлов его синтеза и дистилляции.
Достижение поставленной в работе цели выполняется решением
следующих задач:
Провести литературно-патентный анализ существующих
промышленных технологий, оборудования и аппаратного обеспечения
применяемых при производстве карбамида, направленных на увеличение
объемов его производства.
Спроектировать технологические и конструктивные решения
направленные на совершенствование узлов синтеза и дистилляции карбамида
ПАО «Тольяттиазот».
Из выше изложенного следует, что тема данной работы: Повышение
производительности процессов синтеза и дистилляции карбамида на ПАО
«Тольяттиазот» является актуальной.
На основании проведенного в работе анализа термодинамики, кинетики
и гидродинамики действующего реактора синтеза карбамида, были
определены основные технологические параметры, а именно оптимальные
значения температуры (170 ºC) и давления (20 МПа) протекания процесса
синтеза, способствующие максимальной производительности реактора.
Проведенный, на основании предложенных оптимальных
технологических параметров, расчеты материального и теплового баланса
процесса синтеза карбамида, показали приемлемые значения отклонений,
составляющие 0,29 % и 4,62 % соответственно.
На основании предложенного в работе оптимального значения давления
протекания реакции, был произведен прочностной расчет существующего
реактора, удовлетворяющий требованиям его работы при повышенном
расчетном давлении – 22 МПа.
Для охлаждения дополнительного количества CO2
подаваемого в
реактор, в работе был произведен конструкторско-технологический расчет и
подбор вспомогательного теплообменника, для интеграции его в
существующую технологическую схему синтеза карбамида.
В работе предложен проект модернизация сборника V-1 узла
дистилляции среднего давления, позволяющей наряду с совершенствованием
технологических параметров узла синтеза снизить потери
производительности всей технологической цепи при производстве карбамида
на ТоАЗ (до 520 т/сутки), за счет повышения надежности и сокращения
временных затрат на аварийную остановку.
Совокупность предложенных технологических и конструктивных
решений, согласно приведенных в работе расчетных данных, позволит
увеличить производительность технологической цепи по выпуску карбамида с
1391 до 1474 т/сутки, снизив затраты энерго- и ресурсозатраты на получение 1
т карбамида.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
