Способ получения гранулированного карбамида

Способ получения гранулированного карбамида

Реферат

 

Изобретение касается производства мочевины, в частности получения гранулированного карбамида. Сначала из расплава последнего удаляют растворенные в нем газы, которые адсорбируют поглотительным раствором в первом струйном аппарате. Затем оставшийся расплав разбрызгивают в зоне грануляции при контакте с потоком охлаждающего воздуха с последующей его очисткой контактом во втором струйном аппарате с инжектирующим воздух поглотительным раствором, в который предварительно вводят CO₂. При этом поглотительный раствор должен быть с температурой от 5 до 15°С, а воздух после второго струйного аппарата после нагрева до 30 35°С возвращают на стадию грануляции. Эти условия позволяют сократить количество выбросов вредных веществ в атмосферу (1 раз в месяц против непрерывного выброса в известном случае) за счет возможности грануляции с замкнутым воздушным циклом. 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к технологии производства карбамида и может быть использовано в химической промышленности. Цель изобретения сокращение выбросов вредных веществ в атмосферу. Сущность изобретения иллюстрируется приведенными примерами со ссылкой на схему, изображенную на чертеже. П р и м е р 1. Расплав карбамида (поток 1) с температурой 136^оС, содержащий, кг/ч: карбамид 63636; NH₃ 128; СО₂ 64; вода 321, подают в резервуар 2, расположенный в верхней части грануляционной башни 2. В резервуаре 2 при остаточном давлении 500 мм рт. ст. и температуре 135^оС отделяют от жидкой фазы растворенные газы (поток 4, NH₃ 102, СО₂ 35 и Н₂О 20 кг/ч), с помощью инжекционных элементов первого струйного аппарата 5, в котором инжектирующим потоком является первый поток 6 поглотительного раствора (NH₃ 9420, СО₂ 3240 и Н₂О 47340 кг/ч), имеющий температуру 25^оС и циркулирующий между струйным аппаратом 5 и сборником 7. В сборник 7 подают воду (493 кг/ч; поток 8), а из него выводят на переработку в цикл производства карбамида раствор углеаммонийных солей (поток 9, NH₃ 102, CО₂ 35 и Н₂О 513 кг/ч). Жидкую фазу из резервуара 2 диспергируют на капли грануляторами 10 в потоке 11 охлажденного воздуха, поступающего в башню 3 с температурой 30^оС. (643000 нм³/ч; Н₂О 10707, карбамида 21,5 и NH₃ 6,4 кг/ч). При введении капли затвердевают с образованием гранул карбамида, выводимых из башни 3 (поток 12, карбамида 63336, NH₃ 8, СО₂ 29 и Н₂O 301 кг/ч) с температурой 45^оС. Воздух, выходящий из башни 3 (поток 13; 643000 нм³/ч воздуха, Н₂О 10707, карбамида 322 и NH₃ 24 кг/ч) и имеющий температуру 65^оС, поступает в инжекционные элементы второго струйного аппарата 14, где он контактирует со вторым потоком 15 поглотительного раствора (900 м³/ч, карбамида 35,5, NH₃ 2,1, СО₂ 3,5, Н₂О 58,9%). Поток 15 поступает в инжекционные элементы с температурой 5^оС и под давлением 12 кгс/см² и циркулирует в контуре, включающем резервуар 16 поглотительного раствора (в котором происходит сепарация фаз) и теплообменник 17, в котором циркулирующий раствор охлаждают от 17 до 5^оС. В линию между теплообменником 17 и инжекционными элементами второго струйного аппарата СО₂ (30 кг/ч, поток 18). В резервуар 16 вводят 500 кг/ч сточной воды производства карбамида (поток 19, карбамида 0,04, NH₃ 0,01%), а из резервуара выводят на переработку раствор карбамида (поток 20, карбамида 301, NH₃ 18, СО₂ 30 и Н₂О 500 кг/ч). Воздух, выходящий из резервуара 16 (поток 21) с температурой 18^оС, подогревают в теплообменнике 22 до 30^оС и вентилятором 23 возвращают в башню 3. Чтобы избежать накопления в замкнутом воздушном цикле избыточного количества газа (азота) периодически, примерно один раз в месяц, осуществляют продувку башни в атмосферу по линии 24 в течение 5-10 мин, сбрасывают воздух после сепаратора 16 в атмосферу, одновременно подсасывая воздух из атмосферы по линии 25. П р и м е р 2. Процесс проводят аналогично примеру 1 с некоторыми отличиями. Поток 15 поглотительного раствора поступает в инжекционные элементы второго струйного аппарата 14 с температурой 10^оС и под давлением 10 атм, нагреваясь при контакте с потоком 13 воздуха до 21^оС. Количество паров воды в циркулирующем потоке воздуха составляет 14110 кг/ч. Воздух, охладившийся при контакте с раствором до 23^оС, подвергают в теплообменнике 22 до 35^оС. Карбамид, выходящий из башни 3, имеет температуру 50^оС. П р и м е р 3. Процесс проводят аналогично примеру 1 с некоторыми отличиями. Поток 15 поглотительного раствора поступает в инжекционные элементы второго струйного аппарата 14 с температурой 15^оС, нагреваясь при контакте с потоком воздуха 13 до 25^оС. Воздух из гранулированной башни (поток 13) имеет температуру 57^оС и содержит пары воды (19090 кг/ч). Этот поток, охлаждающийся при контакте с раствором до 25^оС, подвергают в теплообменнике 22 до 30^оС. Указанное в приведенных примерах сочетание технологических параметров обеспечивает возможность осуществления замкнутого цикла по воздуху при одновременном удовлетворении требований к качеству карбамида. Нижний предел температуры второго потока поглотительного раствора обусловлен условиями обеспечения гомогенного фазового состояния этого раствора. Экспериментальным путем установлено, что при температуре поглотительного раствора ниже 5^оС появляется твердая фаза. Ее появление приводит к инкрустации внутренней поверхности аппаратов и трубопроводов и вызывает аварийные ситуации. Верхний предел температуры второго потока поглотительного раствора представляет собой максимальную температуру, обеспечивающую получение продукта соответствующего качества. При температуре поглотительного раствора выше 15^оС происходит чрезмерное увлажнение воздуха и поглощение влаги из него гранулами, что приводит к слеживаемости и снижению прочности гранул. Интервал температур воздуха, возвращаемого в грануляционную башню, обусловлен следующими технологическими особенностями процесса. При температуре воздуха ниже 30^оС его влажность после контактирования с поглотительным раствором (даже при температуре этого раствора 5^оС) будет слишком высока и произойдет увлажнение гранул выше допустимого предела. При температуре воздуха выше 35^оС не удается обеспечить требуемую температуру гранул на выходе из башни. Сравнительные характеристики качества карбамида для известного и заявляемого способов приведены в таблице. Из таблицы видно, что предлагаемый способ позволяет получать продукт такого же качества, как в известном способе. Таким образом, при поддерживании указанных в изобретении параметров поглотительного раствора перед вторым струйным аппаратом (путем охлаждения раствора) и воздуха после второго струйного аппарата (путем подогрева воздуха) оказывается возможным осуществить процесс грануляции с замкнутым циклом, т. е. исключить непрерывный выброс в окружающую среду воздуха из грануляционной башни, а следовательно, и тех примесей аммиака и карбамида, которые неизбежно присутствуют в этом воздухе. Сброс газа из грануляционной башни осуществляют лишь 1 раз в месяц с продувкой башни свежим воздухом в течение 5-10 мин. Реализация данного способа на практике позволит создать экологически чистое производство карбамида, в котором предусмотрены замкнутые циклы по всем основным материальным и тепловым потокам.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО КАРБАМИДА, включающий выделение из расплава карбамида растворенных газов и их абсорбцию поглотительным раствором в первом струйном аппарате, разбрызгивание оставшегося расплава в зоне грануляции при контакте с потоком охлаждающего воздуха, последующую очистку воздуха из зоны грануляции путем его контакта во втором струйном аппарате с инжектируемым воздухом поглотительным раствором, в который предварительно вводят диоксид углерода, отличающийся тем, что, с целью сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу, используют во втором струйном аппарате поглотительный раствор с температурой от 5 до 15^oС, а воздух после второго струйного аппарата нагревают до 30 35^oС и возвращают в зону грануляции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2