ЛИНИЯ ОЖИЖЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА
CARBON DIOXIDE LIQUEFACTION LINE

Изобретение относится к технологическим линиям ожижения диоксида углерода и может найти применение на крупнотоннажных производствах, связанных с технологией получения карбамида.
Известны [Справочник азотчика. Т.2. - М.: Химия, 1969. - 444 с.] промышленные установки компримирования газообразного диоксида углерода до давления в 15 МПа, которые создаются на базе поршневых или центробежных компрессоров различных конструкций.
2
2
Их существенными недостатками являются высокие удельные энергозатраты на компримирование СО, достигающие 0,135-0,145 кВт·ч/кг СO.
2
Наиболее близкими по технической сущности являются компрессорно-холодильные установки для ожижения диоксида углерода, описанные в Пименова Т.Ф. Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 208 с. При их использовании газообразный диоксид углерода сжимается до 1,6-7,0 МПа и переводится в жидкое состояние либо с температурой окружающей среды, либо с более низкой температурой, значение которой определяется давлением в изотермической емкости, предназначенной для сбора и хранения СО.
Недостатком этих установок является низкое давление жидкого диоксида углерода, недостаточное для подачи в реактор синтеза карбамида.
Технической задачей заявленного изобретения является линия компримирования углекислого газа, позволяющая вырабатывать ожиженный газ с параметрами, необходимыми для производства карбамида при пониженных энергозатратах.
Поставленная задача достигается в результате одновременного использования холода дросселирования переохлажденного аммиака и затрат тепла на газификацию диоксида углерода перед подачей его на производство карбамида.
Сущностью предлагаемого технического решения является линия ожижения углекислого газа, включающая аммиачный компрессор с переохладителем жидкого аммиака и дросселирующим устройством, углекислотный компрессор, конденсатор диоксида углерода и сепаратор для сбора низкотемпературного жидкого диоксида углерода, причем процесс ожижения сжатого в компрессоре диоксида углерода производится за счет одновременного использования холода дросселирования переохлажденного жидкого аммиака и газификации диоксида углерода перед подачей его на производство карбамида с давлением 15 МПа после предварительного сжатия насосом.
2
Таким образом, согласно заявленному техническому решению сжатие СО производится в две стадии: в углекислотном компрессоре с 0,1 МПа до 1,5 МПа и далее в низкотемпературном насосе до давления 15 МПа.
Предлагаемое техническое решение реализуется следующим образом (см. чертеж).
Пример.
2
2
Газообразный СО сжимается в компрессоре 1 до 1,5 МПа, охлаждается в рекуперативном теплообменнике 2 за счет холода газификации СО высокого давления и ожижается в пластинчато-ребристом компактном конденсаторе-испарителе 3 с использованием холода кипящего жидкого аммиака, поступающего после дросселирования. Переохлаждение жидкого аммиака перед дросселем 9 осуществляется за счет холода жидкого аммиака, подаваемого насосом 11 со склада аммиака с предварительным сжатием его до 1,5 МПа перед подачей на производство карбамида.
2
2
2
2
Жидкий переохлажденный диоксид углерода после конденсатора 3 поступает в сепаратор 4. Из сепаратора небольшое количество паров СО и неконденсирующихся газов сбрасываются в атмосферу через вентиль 6. Жидкий СО сжимается насосом 5 и газифицируется в рекуперативном теплообменнике 2 за счет теплоты компримирования газообразного СО, подаваемого в компрессор 1. Далее в газообразном виде СО при давлении 15 МПа подается на производство карбамида.
Узел компримирования и переохлаждения аммиака работает следующим образом.
2
Газообразный аммиак при температуре -30°С поступает из конденсатора-испарителя 3 на всас компрессора 7, в котором сжимается до давления, соответствующего температуре конденсации +30°С. Конденсация аммиака осуществляется в конденсаторе 8 при помощи оборотной воды. После него жидкий аммиак охлаждается в переохладителе 10 за счет холода, подведенного от жидкого аммиака, подаваемого на производство карбамида. В результате такого переохлаждения аммиака холодопроизводительность увеличивается на 25%. Это способствует большему выходу жидкого СО из конденсатора-испарителя 3.
2
При подаче со склада 19 т/ч жидкого аммиака в переохладитель можно сконденсировать 60 т/ч СО при давлении 1,5 МПа. Удельный расход электроэнергии составит при этом 0,07 кВт·ч/кг.
2
Из описания и формулы изобретения следует, что в случае внедрения предлагаемого технического решения затраты на ожижение и компримирование СО по сравнению с прототипом будут снижены на 40%.