Все промышленные способы получения карбамида основаны на его образовании по реакции аммиака с диоксидом углерода при температурах около 200°С и давлениях порядка 200 атм. и выше, поэтому в большинстве случаев производства мочевины совмещают с аммиачными производствами.

Первые промышленные установки получения карбамида за рубежом появились в 1920-е годы на базе работ, проводившихся химиками Германии, США и Франции в начале 20 века. Эти установки работали по так называемой открытой схеме: плав карбамида дросселировали до атмосферного давления, при этом давлении отделяли не прореагировавшие газы и использовали содержащийся в них аммиак для производства аммонийных солей, а затем выпаривали раствор карбамида и получали карбамид в кристаллическом виде. Этот способ был крайне экономически невыгоден.

Поэтому в 1930-40-х годах были активизированы в разных странах исследовательские работы, которые были направлены к созданию более экономичных способов получения карбамида.

В СССР начало промышленного производства карбамида относится к 1935 г., когда на Чернореченском химическом заводе (г. Дзержинск) была пущена первая установка мощностью 240 кг в сутки.

К 1950-м годам в СССР действовали две промышленные установки получения карбамида на Новомосковском и Лисичанском химических комбинатах общей мощностью около 20 тыс. тонн в год, созданные на основании предвоенных работ ГИВД, г. Ленинград, и работавшие по открытой схеме. Научно-исследовательские работы в области совершенствования технологии производства карбамида проводились параллельно в нескольких направлениях; разрабатывались схемы синтеза карбамида с газовым, частичным и жидкостным рециклами. В это время был создан Научно-исследовательский и проектный институт карбамида (НИИК), который спроектировал в 1958-59 годах и испытал в Сталиногорске (Новомосковск) в опытно-промышленном масштабе два процесса - процесс двухступенчатой дистилляции плава карбамида с конденсацией и рециркуляцией избыточного аммиака и процесс разделения газов дистилляции путем селективной абсорбции диоксида углерода раствором моноэтаноламина. Одновременно совместно с ЧХЗ был разработан и испытан процесс непрерывного выпаривания раствора карбамида и его кристаллизации в аппаратах шнекового типа. Эти работы послужили основой для проектов первых, считавшихся по тому времени многотоннажными, агрегатов карбамида мощностью 35 тыс. тонн в год с частичным рециклом аммиака (Новомосковск, Салават, Ангарск, Гродно, Кемерово) и полным газовым рециклом (Щекино).

За рубежом в этот период фирмой Stamicarbon (Нидерланды) был разработан и в 1959 году доведен до промышленного воплощения процесс производства карбамида с полным рециклом не прореагировавших веществ в виде водного раствора углеаммонийных солей - так называемый полный жидкостный рецикл - с получением гранулированного продукта путем разбрызгивания расплава карбамида в пустотелой башне навстречу восходящему потоку воздуха.

Позднее это способ гранулирования получил название «приллирование». Одновременно со строительством в СССР упомянутых агрегатов мощностью 35 тыс. тонн в год были приобретены за рубежом несколько комплектов оборудования для агрегатов мощностью 90 тыс. тонн в год, работающих по технологии полного жидкостного рецикла фирмы  Stamicarbon. Цехи введены в эксплуатацию в период 1963-1965 гг. на Щекинском и Северодонецком химических комбинатах, Чирчикском электрохимическом комбинате и на Салаватском нефтехимическом комбинате (цех № 24-1).

На базе опыта освоения этих агрегатов, в 1960-70-х годах были выполнены проекты более 25 агрегатов производства карбамида производительностью 90 тыс. тонн в год по технологии полного жидкостного рецикла, включая проект переоборудования цеха с газовым рециклом в Щекино. Цехи с двумя агрегатами были пущены на Новомосковском, Невинномысском, Новгородском химических комбинатах, на Салаватском НХК (цех № 24-П), Вахшском азотно-туковом заводе, ПО «Куйбышевазот», Гродненском ПО «Азот», Ионавском ЗАУ, Кировоканском и Руставском химических заводах, а также на ПО «Ангарскнефтеоргсинтез», Чернореченском ПО «Корунд», в г. Кохтла-Ярве и т.п. Всего по этому проекту за 1966-1972 гг. введены в эксплуатацию 32 агрегата по выпуску карбамида.

Мощность установок карбамида в СССР к концу 1972 года превысила 5 млн. тонн в год - более 30% от мировой. В 1970-х годах правительственным решением были закуплены комплекты оборудования агрегатов для производства карбамида производительностью 330 и 450 тыс. тонн в год по технологиям всех ведущих зарубежных фирм.

В настоящее время промышленность по производству карбамида базируется на схеме с полным жидкостным рециклом ТЕС (Япония), ОАО «НИИК», а также на схемах со стриппинг-процессом фирм Stamicarbon, Snamproggetti (Италия)  и Tecnimont (Италия).

Предприятия по производству карбамида расположены в семи странных бывшего СССР (Россия, Украина, Белоруссия, Узбекистан, Литва, Эстония, Таджикистан). На этих предприятиях применяется пять основных методов производства карбамида: полный жидкостной рецикл АК-70 (31 установка), стриппинг-процесс СО₂ Stamicarbon (13 установок), стриппинг-процесс аммиака Snamproggetti (3 установки), Tecnimont (3 установки) и ТЕС (1 установка). Относительно применяемых технологий мощности распределены следующим образом:
 
Технологии производства карбамида, используемые на предприятиях бывшего СССР

 
Как видно из диаграммы, технология жидкостного рецикла – одна из наиболее распространенных на территории бывшего СССР (31%). Для России эта еще выше – 36%. Кроме того, три страны бывшего СССР имеют только этот тип производства карбамида. Несмотря на то, что установки были построены давно, они являются достаточно конкурентно способными. Проводимые на большинстве предприятий мероприятия по реконструкции производств увеличить мощности и снизить энергозатраты.  Подробнее об этом будет сказано при рассмотрении технологий производства карбамида на российских предприятиях.

С анализом российского рынка карбамида Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок аммиака и карбамида в России».

Автор:
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 918-13-12, (495) 911-58-70
E-mail: mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru

Об авторе:
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.
• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование

www.newchemistry.ru