To’la suyuqlik retsiklida karbamid sintezi

parchalanishi
amalga
оширилади.
1.5- rasm. Suyuqlik retsiklida karbamid ishlab chiqarish texnologik sxemasi.
uchun to’rt bosqichli kompressor; 2 — suyuq ammiak tankeri; 3 — ammiak
uchun plunjerli nasos; 4 — 1-bosqich kondensatori; 5 — sintez kolonnasi; 6 – aralashatirgich; 7
– plunjerli nasos; 8—
yuvuvchi kolonna; 9 — reftifikatsiya kollonnasi ( 1 –bosqichi) 10 -
isitgich; 11 — (1-bosqich); separatori; 12 - Rektifikatsiya kolonnasi (2 - bosqich); 13-2-bosqich
isitgichi; 14-2- bosqich separator; 15 - vakuum-bug’latgich; 16 — karbamid eritmasi uchun
idish; 17 — moy ajratgich; 18 — markazdan qochma nasos; 19 — kondensator; 20 — vakuum-
nasos; 21 — 2-bosqich kondensatori; 22 — rezervuar; 23 - markazdan qochma nasos; 24 —
absorber; 25 — ammoniy karbonat tuzlari eritmasi uchun yig’gich; 26 - desorber; 27 —
sovutgich; 28 — issiqlik amalashtirgich; 29 — markazdan qochma nasoslar.
Karbamid sintezi kolonnasi (6 — rasm) sferik taglikka ega bo’lgan
silindrik jixoz
(apparat) dan iborat bo’lib, u uglerodli legirlangan po’latdan tayyorlanadi.
Suyuqlanma to’qnashadigan ichki qismi xromnikelmolibdenli po’lat yoki titan qoplama
bilan ximoyalangan bo’ladi. Ko’p qatlamli yuqori bosim (25-30 МПа) ga chidamli korpus qismi
uglerodli po’latdan tayyorlanadi. Korroziyaga bardoshli titandan tayyorlangan ichki ximoya
qismi sintez xaroratini 200°S gacha yetkazish imkoniyatini yaratadi. Ichki qatlam xolatini
nazorat qilish uchun qolonna korpusida teshikchalar bo’lib, u umumiy qollektorga bog’lanadi.
Reaksiyaga kirishuvchi massa qolonnaga ostidagi shtutserdan kiradi va yuqoridagi yassi
qopqoqdagi shtutser tomon asta siljib boradi. Suyuqlanmani to’laroq aralashtirish uchun
qolonnaning quyiroq qismida panjarali to’sqichlar o’rnatilgan. Quvvati (maxsuldorligi) 1250
1–СО
2
t/sutka (450 .ming t/yil) bo’lgan agregatning o’lchamlari: diametri 2-2,5 m, balandligi 30-35 m
(xajmi 160 m3 gacha) bo’ladi.
Reagentlar
7— rasm. Karbamid sintez qolonnasi.1- korpus; 2 —
ximoya qatlami; 3 — ximoya
qatlamining nazorat kollektori; 4 — panjara; 5 — qopqoq; 6 — termopara uchun shtutser.
Kolonnada hosil bo’lgan 30-31% li karbamid, 21-22% li ammoniy karbamat, 33-34% li
ortiqcha ammiak va 16-17% suvdan iborat sintez suyuqlanmasi ikki bosqichli distillyatsiyaga
yuboriladi. Xar bir distillyatsiya agregatining bosqichi uchta jixozdan iborat: rektifikatsiya
kolonnalari, isitgichlar va separatorlar (5 — rasm). Kolonnadan chiqayotgan karbamid
suyuqlanmasining bosimi 20 MPa dan 1,8-2,0 MPa gacha pasayadi va distillyatsiya agregati 1-
bosqich rektifikatsiya qolonnasining yuqorisiga tushadi.
Bu yerda 120-125° S xaroratda undan ammiak gaz fazaga o’tadi. So’ngra
issiqlik
almashtirgich 10 da ammoniy karbamat suyuqlanmasi parchalanishi uchun 158-162°S gacha
qizdiriladi. Hosil bo’lgan bug’-gaz aralashmasi separator 11 da ajratiladi. Gaz faza reftifikatsiya
qolonnasi 9 ostiga qaytariladi. Suyuq faza esa bosimi 0,25-0,4 MPa gacha pasaytirilib,
distillyatsiyaning 2-bosqichiga yuboriladi.
Reftifikatsiya qolonnasi 9 dan chiqadigan gaz faza (75-76% NH
3
, 21-22% СО
2
va 3%
atrofida Н
2
О) yuvuvchi qolonna 8 ostiga yuboriladi. Bu yerda bug’ yordamida isitiluvchi isitgich
yordamida 92-96°S xarorat ushlab turiladi. Bu yerga distillyatsiyaning 2-bosqichidan ammoniy
karbonat tuzlarining eritmasi yuboriladi. Yuvuvchi qolonnada СО
2
ning asosiy miqdori yuviladi
va 38-45% . NH
3
, 30-37% СО
2
, 22-27% Н
2
О tarkibli kondensat hosil bo’ladi. Bu eritma nasos 7
yordamida siqiladi va 20 MPa bosimda aralashtirgich 6 ga yuboriladi.
Gaz xolatidagi ammiak 45-50°S xaroratda qolonna 8 ning to’ldirgichli yuqori qismida
СО
2
dan tamomila ajratiladi. U konsentrlangan ammiak (93-96% bilan yuvib turiladi va
kondensator 4 ga yuboriladi. U yerda siqiladi va tanker 2 orqali siklga qaytariladi.
Kondensatsiyalanmagan gazlar (asosan Н
2
, N
2
, 0
2
) absorbsiya
sistemasida ammiak gazi
qoldig’idan tozalanib, atmosfera bosimigacha pasaytiriladi va atmosferaga chiqarib yuboriladi.
Distillyatsiyaning 2-bosqichiga tushgan eritma 55-61% karbamid, 4-5 % ammoniy
karbamat, 6-7% ortikcha ammiak va 28-35% suvdan iborat bo’ladi. Bu bosqichda ham
distillyatsiya jarayoni xuddi 1-bosqichdagi kabi amalga oshiriladi, ya’ni
eritma dastavval
rektifikatsiya qolonnasi 12 dan o’tadi. Bunda eritma ammiakning bug’lanishi va ammoniy
karbamatning parchalanishi tufayli 110° S ga qadar soviydi. So’ngra u isitgich 13 da 140-142°S
gacha isiydi va separator 14 ga tushadi. Separatorda gaz va suyuq fazalar ajratiladi.
Distillyatsiyaning 2-bosqichida ammoniy karbamat parchalanishi hamda ammiak va
karbonat angidrid xaydalishi tugallanadi. Bunda qolgan 70-72% karbamid separator 14 dan
drosellanadi (bosimi tushiriladi) va vakuum -bug’latgich 15 ga tushadi. Bu yerda 40 mPa
bosimda va bug’latish natijasida xarorat 90°S gacha pasayib, suyuqlanma konsentratsiyasi 74-
76% ga yetadi. So’ngra hosil qilingan eritma yig’gich 16 va moy ajratgich 17 orqali o’tib, tayyor
mahsulot olish bo’linmasiga yuboriladi.
Rektifikatsiya qolonnasi 12 dan chiqayotgan 55-56% NН
3
, 24-25% СО
2
va 20-21% Н
2
О
tarkibli gaz faza kondensator 21 ga yuboriladi. Kondensatorda (40°S) hosil bo’lgan ammoniy
karbonat tuzlarining kuchsiz eritmasi (33-50% NН
3
, 10-16% СО
2
va 35-55% Н
2
О) rezervuar 22
orqali nasos 23 yordamida yuvuvchi qolonna 8 ga yuboriladi. Kondensator 21 dan chiqadigan
gaz faza va boshqa (tarkibida NН
3
va СО
2
bo’lgan) gazlar absorber 24 ga yuboriladi.
Absorberdan esa inert xolatidagi gazlar atmosferaga chiqib ketadi. Absorber 24 da hosil bo’lgan
ammoniy karbonat tuzlarining eritmasi issiqlik almashtirgich 28 da 90-95°S
gacha isitiladi va
desorber 26 ga yuboriladi. Bu yerda 0,3-0,4 MPa bosim va 135-145°S xaroratda qizdirilgan bug’
yordamida bu birikmani NH
3
СО
2
va Н
2
О ga to’la ajratiladi. Gaz xolatidagi NН
4
va СО
2
suv
bug’lari bilan birgalikda kondensatorning 2-bosqichi 21 ga yuboriladi. Qolgan suv esa oqavaga
ketadi.
Keltirilgan sxemaning salbiy tomoni shundaki, unda ammoniy karbamatning karbamidga
konversiya darajasi unchalik yuqori emas (62-65%), regeneratsiya sistemasi esa murakkab,
sintez issiqligidan samarali foydalanish qiyinrokdir. Shuning uchun xozirgi paytda keng
mikyosdagi takomillashgan jarayonlar qullanila boshlandi. Ularni stripping jarayonlar (inglizcha
– xaydash) deb ataladi. Bu usul jarayonda ta’sirlashmagan NН
3
va СО
2
larning ko’p qismini
sintez bosimida xaydash va kondensatsiyalashga asoslangan bo’lib,
ishlab chiqarish sxemasini
qisqartirish, sintez qismga qaytayotgan suvni kamaytirish va kondensatsiya issiqligidan samarali
foydalanish imkoniyatini yaratadi. Bu jarayonlarda suyuqlanma distillyatsiyasi qarama-qarshi
oqimdagi karbonat angidrid va ammiak bilan amalga oshiriladi. Bu esa suyuqlanma
distillyatsiyasini pastroq xaroratda olib borishga va karbamidning gidrolizlanishiga barham
berilishiga olib keladi.
Stripping-jarayonlar variantlaridan biri Gollandiya firmasining «Stamikarbon» usuli bo’lib, unda
karbamid sintezi 13 MPa bosim va 180-190°S xaroratda reaktor — avtoklav 6 da (1.6— rasm)
amalga oshirilib, avtoklav 8-10 ta elakli to’siqlarga ega bo’ladi. Unga suyuq xolatdagi ammiak
va yuqori bosimli ammoniy karbamatning suv-ammiakli eritmasi kondensatorlar 5 va 7 dan
yuboriladi 170°S. Ta’sirlashuvchi aralashma avtoklavdan o’tish vaqtida (45-60 min)
muvozanatga 90-95% erishiladi.