Разработка высокоинтенсивной энергосберегающей технологии карбамида

• Автор: Жестков, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Аналитический обзор
1.1. Характеристика действующих и новейших технологий карбамида
1.2. Интенсификация работы узла синтеза
1.3. Усовершенствование стриппинг-технологии в узле дистилляции
1.4. Совершенствование узла абсорбции
1.5. Цель работы и постановка задач исследования
2. Исследование работы узла синтеза на промышленной установке
с модернизированным реактором карбамида
2.1. Обоснование выбора конструкции внутренних устройств реактора
2.2. Исследование работы промышленного реактора карбамида
с двумя последовательными зонами синтеза
2.3. Разработка реактора синтеза карбамида с контактными цилиндрическими устройствами
3. Исследование узла дистилляции на основе модернизированного стриппер-аппарата
3.1. Результаты обследования работы дистилляторов в промышленных цехах карбамида
3.2. Описание лабораторной установки и методики эксперимента
3.3. Результаты изучения распределения орошающей
жидкости по трубам пленочного дистиллятора
3.4. Математическая модель движения жидкости на распределительной решетке дистиллятора
3.5. Разработка пленочного дистиллятора с усовершенствованным распределителем плава карбамида
4. Исследование узла абсорбции аммиака и диоксида углерода
в промышленных абсорберах
4.1. Обследование узла абсорбции аммиака и диоксида
углерода в промышленном абсорбере
4.2. Исследование эффективности взаимодействия фаз в пленочновихревом контактном элементе на лабораторной установке
4.3. Исследование узла абсорбции аммиака и диоксида углерода
в промышленном абсорбере с дополнительным устройством
4.4. Техническая характеристика комбинированного абсорбера аммиака и диоксида углерода
5. Технико-экономическая характеристика новых методов
5.1. Экономические показатели метода секционирования
реактора синтеза карбамида
5.2. Технико-экономическая оценка усовершенствования распределения орошающей жидкости по площади трубной решетки дистиллятора
5.3. Экономическая эффективность абсорбции аммиачновоздушных смесей с использованием пленочно-вихревых контактных элементов
Выводы
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Производство карбамида, получившего всеобщее признание в качестве наиболее эффективной формы азотных удобрений, по сравнению с производствами других продуктов азотной промышленности развивалось наиболее интенсивно. Стремительный рост мощностей привел к тому, что начиная с середины 70-х годов, карбамид стал доминирующим видом среди твердых одинарных форм азотных удобрений. При этом следует отметить, что единичная мощность технологических линий по выпуску карбамида на практике достигла 2000 т/сут, а в проектах - до 3500 т/сут.
Однако в последние годы в процессе перехода к рыночной экономике и усиления конкуренции производителей разных стран объем производства азотных удобрений в России резко сократился. В связи с этим на первый план выходят вопросы себестоимости карбамида, экономии сырья и энергоресурсов. Актуальность этих вопросов обусловлена и тем, что при современных крупнотоннажных объемах выпуска карбамида даже незначительные усовершенствования дают существенный экономический эффект.
В настоящее время возможности снижения расхода сырья на передовых предприятиях практически исчерпаны, поэтому наиболее перспективны изыскания средств снижения энергетических затрат в действующих производствах карбамида. Так, в производствах, использующих схему с жидкостным рециклом, на долю энергоресурсов приходится до 70% затрат, в которых около 80% составляют расходы на пар.
Одним из путей решения поставленной задачи является усовершенствование стадий синтеза и дистилляции высокого давления, направленное на увеличение выхода продукта, снижение доли энергозатрат.
Данная работа посвящена разработке способов повышения эффективности стадии синтеза путем перевода реактора в режим вытеснения, усовершенствованию стриппинг-процесса, а также интенсификации работы узла абсорбции аммиачно-воздушных смесей и повышению эффективности очистки.

на /8/ возможность использования в качестве форреактора кожухотрубного теплообменника. Особо следует отметить, что при таком ведении процесса реакция синтеза проходит в двух зонах. В таблице 2.1 приведены результаты расчетов /68/ параметров процесса синтеза для первой и второй зон при различных условиях ведения процесса.
Таблица
Параметры синтеза карбамида в двух зонах
Первая зона синтеза
Усло-

опыта

(Н20: С02)

X, %

кг/м3*ч

Вторая зона синтеза
Усло-

опыта
1 °С

(Н20: С02)

X, %

кг/м3,ч
Побщ
кг/м3,ч

Условия опыта: 1 - параметры работы одного из действующих цехов, в котором узел синтеза включает одну зону; 2 - результаты эксперимента, проведенного в промышленном цехе карбамида; 3 - результат обработки экспериментальных данных, полученных при изучении процесса синтеза в промышленных и лабораторных условиях; г - температура процесса синтеза;
W - мольное соотношение на выходе из реактора; V - скорость движения реакционной смеси; т - время нахождения реакционной смеси в реакторе; х - степень конверсии СОг; П1 - удельная производительность первой зоны синтеза; П2 - удельная производительность второй зоны синтеза; Пщ - общая удельная производительность.
Данные, приведенные в таблице 2.1, свидетельствуют о том, что синтез