Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Июня 2014 в 20:31, курсовая работа
В настоящее время из всех известных способов получения карбамида промышленное значение получил процесс синтеза карбамида из аммиака и диоксида углерода по способу, разработанному в 1868 г. русским химиком А.И.Базаровым.
Стремительный рост мощностей привел к тому, что в середине 70-х гг. карбамид стал доминирующим видом среди твердых одинарных форм азотных удобрений. В связи с этим одной из характерных черт азотной промышленности в конце 70-х гг. явилось строительство аммиачно-карбамидных комплексов без каких-либо иных цехов переработки аммиака.
Для получения гранулированного карбамида раствор упаривается до концентрации 99,5 % СО(NH2)2 в двухступенчатой выпарной системе; кристаллизация продукта происходит в грануляционной башне диаметром 10 м и высотой 40 м.
Газовая, содержащая 35 % NH3, 38 % СО2 и 25—26 % паров воды из сепаратора 12 второй ступени направляется в абсорбер 20. здесь при давлении 2 ат и температуре до 55 °C образуется раствор аммонийных солей, который через сборник 21 направляется на орошение абсорберов 7 и 20. аммиак, уносимый инертными газами из абсорбера 20, поглощается водой в абсорбере 22. образующаяся при этом слабая аммиачная вода разлагается в десорбере 23 при давлении 4 ат и 143 °C, выделяющийся при этом аммиак поглощается в абсорбере 20 раствором аммонийный солей.
4 Экологичность проекта
В производстве карбамида перерабатываются такие агрессивные вещества, как жидкий аммиак, газообразная двуокись углерода, растворы и расплавы карбамида и др. В процессе работы образуются выбросы в окружающую среду в виде отходящих газов (аммиака, пыли карбамида). При получении карбамида образуется также большое количество реакционной воды. Сточными водами являются также конденсат острого пара, подаваемого в паровые эжекторы, десорбер и другие аппараты, вода, образующаяся при охлаждении сальников плунжерных насосов, смывы с полов и другие неорганизованные сбросы (промывка оборудования, обогрев предохранительных клапанов и т.п.)
Применяемый в производстве карбамида аммиак – бесцветный газ с острым запахом (предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе помещений 0,02 мг/л). При вдыхании аммиак раздражает верхние дыхательные пути, попадание жидкого аммиака на кожу вызывает серьезные ожоги. В больших концентрациях аммиак возбуждает нервную систему и вызывает судороги, приступы кашля, обильное слезотечение и боль в глазах, головокружение. Последствием переменного острого отравления могут быть помутнение хрусталика, роговицы, даже потеря глаза; охриплость или полная потеря голоса, хронический бронхит.
Диоксид углерода CO2 - бесцветный газ, практически без запаха, с кисловатым вкусом. Действует наркотически, раздражает кожу и слизистые оболочки, при высокой концентрации СО2 снижается содержание кислорода в воздухе, что может привести к смерти. Токсическое действие СО2 начинается при его концентрации 4—5 объемн. %.]
Важной задачей в производстве карбамида является очистка отходящих газов от пыли. Особенно велика возможность загрязнения атмосферы пылью карбамида на стадии грануляции. Поэтому газ, выходящий из грануляционных башен, обязательно подвергается пылеочистке сухими и мокрыми методами.
Неоднократные обследования работы промышленных грануляционных башен показывают, что содержание пыли в воздухе, выбрасываемом вентиляторами, зависит от ряда факторов, важнейшим из которых является линейная скорость воздуха.
Немаловажное значение имеет также состояние отверстий гранулятора, забивка которых приводит к дополнительному увеличению потерь карбамида. Наряду с поддержанием надлежащей чистоты грануляторов, а также обеспечением минимального удельного расхода воздуха, достаточного для нормального протекания процесса формирования и охлаждения гранул. Отрабатываются и другие пути снижения уноса пыли. Наиболее эффективным направлением является применение статических или вибрационных грануляторов вместо центробежных. Испытания грануляторов показали, что они обеспечивают значительно более равномерный фракционный состав гранул при почти полном отсутствии пыли, но при этом хуже происходит охлаждение гранул из-за меньшей площади рассева и возникает необходимость применения принудительного охлаждения, т.е. применение т.н. кипящего слоя.
Другое направление заключается в организации промывки воздуха на выходе из грануляционной башни циркулирующим раствором карбамида. Вследствие растворимости в воде, при промывке воздуха на выходе из грануляционной башни циркулирующим раствором, практически вся пыль карбамида улавливается и возвращается в производство.
К загрязненным водам при производстве аммиака относятся: реакционная вода; конденсат острого пара; вода, расходуемая на охлаждение и неорганизованные сбросы.
Потери аммиака и карбамида со сточными водами происходят на различных стадиях технологического процесса, а соковые пары II ступени выпарки уносят значительное количество карбамида.
В течение ряда лет были проведены обширные лабораторные и опытно-заводские исследования, которые позволили разработать комплекс технологических мероприятий по снижению потерь аммиака и карбамида с одновременной глубокой очисткой сточных вод, основными из которых являются:
Внедрение указанных мероприятий позволяет значительно снизить производственные потери аммиака и карбамида и повысить степень использования сырья примерно до 90 %.
Для глубокой очистки сточных вод от карбамида предложено
проводить высокотемпературный гидролиз
с последующей десорбцией или ректификацией
аммиачной воды и использованием образующегося
аммиака в производстве карбамида или
для получения других продуктов (например, нитрата аммония).
5 Заключение
В данной работе рассмотрены теоретические основы синтеза карбамида – важнейшего минерального удобрения, проведен анализ существующих схем производств карбамида. На основании исходных данных проведен расчет материального и теплового балансов, подобраны размеры колонн синтеза, их количество для схемы производства с полным жидкостным рециклом.
6 Список используемых источников