Технология производства мочевины

12 Министерство Образования Республики Беларусь Белорусский Госу дарственный Экономический Университет Кафедра техн ологии Индивидуальная работа Тема: « Технология производства мочевины » Выполнил а с тудент ка 1 курса ФФБД Группа ДФН Е. А. Орлова Проверил И.В. Пищ Минск 2006 Содержание: Введение 3 Описа ние технологических процессов производства мочевины и выбор оптимальн ой схемы 5 Упрощ енная схема производства мочевины с жидкостным рециклом: 7 Техно логическая блок-схема производства карбамида (мочевины) (( NH 2)2 CO ) 8 Эконо мическое обоснование оптимальной схемы с учетом наличия сырья, топлива, электроэнергии, трудовых ресурсов, географического расположения предп риятия, рынков сбыта готовой продукции. Определение производственной м ощности предприятия 10 Расче т материального баланса и определение коэффициента расхода сырья 11 Динам ика трудозатрат при развитии технологического процесса 13 Урове нь технологического процесса 16 Заклю чение 17 Литер атура 18 Введение Удобрения кла ссифицируют по происхождению, составу, назначению, свойствам и другим пр изнакам. По происхождению удобрен ия подразделяются на минеральные, органические, органоминеральные и ба ктериальные. К минеральным или искусственным удобрениям относятся спе циально производимые на химических предприятиях неорганические вещес тва, в основном минеральные соли; в то же время к ним причисляются и некото рые органические вещества, например карбамид CO ( NH 2 ) 2 . органические удобрения содержат питательные вещества в основном в виде органических соединений, к которым обычно относятся пр одукты естественного происхождения (навоз, фекалии, солома, торф и др.). Ор ганоминеральные удобрения – смеси различных органических и неорганич еских соединений. Бактериальные удобрения содержат некоторые культуры микроорганизмов, способствующих накоплению в гумусовом слое усвояемы х форм питательных элементов. По составу , т.е. по видам пит ательных элементов, удобрения подразделяются на азотные, фосфорные (фос фатные), калийные (калиевые), магниевые, борные и др. К азотным удобрениям о тносятся соли аммония (хлорид, сульфат, фосфаты и др.), соли азотной кислот ы (кальциевая, калиевая, натриевая селитры) и некоторые амиды (карбамид, ци анамид кальция CaCN 2 и др.). Фосфорными удобрениями являются соли фосфор ных кислот. Калийные удобрения обычно представлены хлоридом калия. По назначению и срокам внесения удобрения разделяются на основные (предпосевные), вносимые до посева; припосевные, вносимые во время посева, например, в рядки, и подк ормки, вносимые в период развития растений (в вегетационный период). Удобрения должны обладать и хорошими физиче скими свойствами, т. е. водорастворимые соли не должны быть сильно гигрос копичными и не должны слеживаться при хранен ии, быть сыпучими, не сдуваться вет ром и не сл ишком быстро смываться дождевой водой. Таким требованиям в наибольшей с тепени отвечают гранулированные удобрения. Водонерастворимые удобрен ия усваиваются растениями медленно, поэтому их про изводят и применяют в порошкообразном виде. Многообразие минеральных удобрений обусловливает и н еобходи мость использования самых разнообр азных сырьевых материалов. Так, для производ ства фосфорных удобрений применяют апатит и фосфориты, хлорид калия КС l получают из сильвинита КаС l • КС l ,; азотные удобрени я вырабатывают из синтетического аммиака, а также из аммиака, содержа щегося в коксовом г азе, и т.д. Кроме природного сырья, для производства минеральных удобрений используют п олупродукты и продукты химической и других отраслей промышленности. К т аким видам сырья, прежде всего, относятся мине ральные кислоты: серная, фосфорная, азотная, соляная, уг ольная, а также щелочи – главным образом амм иак, перерабатываемый в разные азотные удоб рения. Производство многих удобрений часто комбин ируют с другими химическими производствами, а иногда и с производствами даже других отраслей промышленности. Наприм ер, цехи, перерабатывающие синтети ческий ам миак и азотную кислоту в азотные удобрения, объединяют с цехами синтеза аммиака и азотной кислоты в пределах единого азотно тукового предприят ия. Цехи сульфата и фосфата аммония, для которых сырьем служит аммиак, содержащийся в коксовом газе, стр оятся при коксогазовых заводах. Во всех случаях необходимость комбинир ования про изводства возникает из условий н аиболее целесооб разного и дешевого способа обеспечения их с ырьем. К бел орусским производителям минеральных удобрений относятся: ОАО «Гомельский химический завод» (фосфорные, сложные и комплекс ные удобрения), Гродненское произ водственное объединение «Азот» (азотные удо брения), производственное объединение «Беларуськалий» (калийные удобрения). Описание технологических процессов произ водства мочевины и выбор оптимальной схемы Карбамид (мочевина) ( NH 2 ) 2 CO – наиболее ценное азотное удобрение, легко усваиваемое растениями, содержащее до 46% азота. Карбамид применяют так же, как азотистую добавку, непосредственно в корм скоту. Карбамид испо льзуется не только в сельском хозяйстве, но и в промышленности. Из него го товят карбамидные смолы, идущие на приготовление ценных пластмасс, древ есностружечных плит, синтетических клеев, составов для пропитки тканей. Карбамид применяется в фармацевтической промышленности, при очистке н ефтепродуктов, для приготовления синтетического волокна урилона и т.п. Сырьем дл я производства карбамида служат аммиак NH 3 и диоксид углерода CO 2 . Е го синтез протекает в две стадии. На первой стадии осуществляется образо вание карбамата (карбаминовокислого аммония): 2NH 3 + CO 2 = NH 2 COONH 4 , Д H є = -159 кДж . ( а ) Во второй стадии карбамат дегидратируется с обр азованием карбамида: NH 2 COONH 4 = ( NH 2 ) 2 CO + H 2 O , Д H є = -285 кДж . ( б ) Образование карбамата аммония NH 2 COONH 4 в оп тимальных условиях протекает с большой скоростью. Вторая же стадия (б) пр оисходит медленно, неполностью и ускоряется лишь в жидкой фазе. С повыше нием температуры время дегидратации карбамата резко уменьшается, при э том возрастает и выход карбамида. Для увеличения выхода карбамида испол ьзуют также давление и избыток аммиака сверх стехиометрического, котор ый препятствует образованию побочных продуктов. В промышленности синтез карбамида осуществляется при 100% избытке аммиа ка, давлении 18-20 МПа и температуре 180-200 є С. Выход карбамида (по CO 2 ) в оптимальных условиях составля ет 60-70% при использовании чистых CO 2 и NH 3 . В целях улучшения экономи ческих показателей производства не вступившие во взаимодействие между собой аммиак и CO 2 используются для получения других продуктов (раз омкнутые схемы), или снова возвращаются в процесс (замкнутые, цикличные с хемы). Технологическ ие схемы производства карбамида отличаются разными методами ра зделения и регенерации отходящих газов: использование их в смежном прои зводстве аммиачной селитры; раздельное поглощение CO 2 и NH 3 селективными сорбентами с возвратом этих газов в процесс (г азовый рецикл); абсорбция CO 2 и NH 3 водой и возвращение в проц есс водных растворов аммонийных солей (жидкостный рецикл) и др. Наиболее экономичной является схема с жидкостным рециклом, в упрощенном виде изо браженная на рис. 1. Диоксид углерода, предварительно очищенный от соедин ений серы и механических примесей, сжимается компрессором 1 до 18-20 МПа и при температуре