Представляем схему процесса производства карбамида по технологии Stamicarbon «Urea 2000 Plustm» с бассейновым конденсатором.

Наименьшие значения параметров давления и температуры, при которых происходит синтез карбамида, достигаются в технологии Stamicarbon. Так как стриппинг агентом в технологии производства карбамида является CO₂, достигается наибольшая эффективность процесса.

Рис. 1

Схема производства карбамида по технологии Stamicarbon «Urea 2000plusтм»

 Синтез

Бассейновый конденсатор - горизонтальный реактор с погружным пучком U-образных труб. Он объединяет функции конденсатора карбамата пленочного типа в традиционной технологии стриппинга СО₂ и часть функции реактора. Таким образом, перемещением объема реакционной смеси в бассейновый конденсатор, достигается уменьшение объема реактора на 30-40 %. Это особенно полезно в мощных однолинейных установках, где реактор является одной из самых тяжелых единиц оборудования.

Во всех процессах стриппинга СО₂ аммиак и диоксид углерода прямо подаются на стадию синтеза, где обеспечиваются оптимальные условия протекания процесса при давлении примерно 140 бар и температуре 180 °С. СО₂, к которому добавляется немного воздуха для предотвращения коррозии, компримируется до давления синтеза в многоступенчатом компрессоре. Давление аммиака повышается насосом высокого давления.

Водород удаляется из подаваемого потока свежего диоксида углерода в реакторе удаления Н₂, расположенном между ступенями сжатия. На стадии синтеза происходят и экзотермическая конденсация до карбамата аммония и эндотермическое дегидри-рование карбамата до карбамида и воды.

Описанная реакция - химически сбалансирована. Так как часть аммиака и СО2 не преобразуется в карбамид и воду, реакционная смесь подвергается стриппингу с использованием СО₂ для очистки от непрореагировавшего аммиака.

Это очень эффективно, потому требует мало энергии, и потому что непрореагировав-шие реагенты остаются на стадии синтеза. Абгазы стриппинга направляются в бассейновый конденсатор высокого давления вместе с раствором карбамата из скруббера высокого давления и со свежим аммиаком. Тепло, выделяющееся при образовании карбамата в бассейновом конденсаторе, используется для выработки пара НД.

Затем смесь газа и жидкости поступает в реактор карбамида, где происходит основная реакция образования карбамида. Жидкая реакционная смесь, которая выводится из реактора через перелив, поступает в верхнюю часть стриппера.

Инертные газы, NH₃, CO₂ и Н₂О, отделенные от жидкости в верхней части реактора, промываются в скруббере высокого давления раствором карбамата из контура рециркуляции низкого давления. Таким образом, основная часть газов рекуперируется и возвращается в бассейновый конденсатор эжектором высокого давления.

Основные параметры технологий синтеза карбамида

Неконденсируемые компоненты из скруббера высокого давления поступают в абсорбер низкого давления, где они промываются, чтобы свести до минимума выбросы аммиака.
Так как раствор карбамида после стриппинга имеет низкую концентрацию аммиака и СО2 необходима лишь одна ступень рециркуляции.

На этой ступени низкого давления рекуперируются аммиак и СО2, которые еще содержатся в растворе карбамида. В связи с идеальным соотношением аммиака и СО2 в рекуперированных газах, они минимально разбавляются в полученном растворе карбамата аммония, несмотря на низкое давление ~ 3 бар. В результате может быть использован насос карбамата меньшей мощности, и на стадию синтеза возвращается меньше нежелательной рецикловой воды.

После стадии рециркуляции раствор карбамида подается на стадию испарения, чтобы довести концентрацию до необходимой концентрации гранулирования. Это осуществляется в вакуумном испарителе, чтобы минимизировать количество образующегося биурета. На этой стадии имеется резервуар хранения раствора карбамида, который принимает раствор при периодической очистке гранулятора.

Весь технологический конденсат собирается в емкости технологического конденсата, откуда он направляется на стадию десорбции. В первой колонне десорбции технологический конденсат очищается от аммиака и СО₂, затем он перекачивается в колонну гидролиза для очистки от остаточного карбамида. Во второй колонне десорбции аммиак и СО2 десорбированы с помощью пара.

Газ, отведенный из верха первой колонны десорбции, направляется в дефлегматор для конденсации паров NH3, CO2 и H2O. Основная часть конденсата перекачивается в конденсатор карбамата низкого давления, остальная часть подается обратно в первую колонну десорбции.

Технологическая вода на выходе второй колонны десорбции соответствуют самым строгим законодательным требованиям по экологической чистоте, так что вода может быть использована как подпиточная вода системы охлаждающей воды или даже как питательная вода котла. В результате, в этой технологии отсутствуют сточные воды.

Основным оборудованием на участке синтеза являются реактор, стриппер, конденсатор карбамата и эжектор. Реакция синтеза протекает при температуре 190 °С и давлении 170 бар.

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

www.newchemistry.ru