Расчет колонны синтеза карбамида в условиях ЗАО "Агро-Череповец" - Курсовая работа

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образованияУдобрения классифицируют по происхождению, составу, назначению, свойствам и другим признакам. К минеральным или искусственным удобрениям относятся специально производимые на химических предприятиях неорганические вещества, в основном минеральные соли; в то же время к ним причисляются и некоторые органические вещества, например карбамид CO (NH2) 2. органические удобрения содержат питательные вещества в основном в виде органических соединений, к которым обычно относятся продукты естественного происхождения (навоз, фекалии, солома, торф и др.). По составу, т.е. по видам питательных элементов, удобрения подразделяются на азотные, фосфорные (фосфатные), калийные (калиевые), магниевые, борные и др. К азотным удобрениям относятся соли аммония (хлорид, сульфат, фосфаты и др.), соли азотной кислоты (кальциевая, калиевая, натриевая селитры) и некоторые амиды (карбамид, цианамид кальция CACN2 и др.). По назначению и срокам внесения удобрения разделяются на основные (предпосевные), вносимые до посева; припосевные, вносимые во время посева, например, в рядки, и подкормки, вносимые в период развития растений (в вегетационный период).1) Параметры проведения процесса: Р = 20 МПА, t = 200о С. 2) Источником углекислого газа служит газ, содержащий 97 % СО2, 3 % N2. 4) Степень превращения карбамата аммония в карбамид - 60 %.Мочевина образует соединения с неорганическими и органическими веществами, например: CO (NH2) 2 • NH3, CO (NH2) 2 • Н3РО4, CO (NH2) 2 • H2O2, CO (NH2) 2 • CH3OH и др. В расплавленном виде мочевина реагирует со щелочными металлами и их амидами с образованием солей цианамида . При сплавлении с содой разлагается до NANCO, CO2, NH3 и Н2О; при сплавлении с NH4NO3 в присутствии SIO2 образуется гуанидин ; с (СН3СО) 2О при 140°С - ацетамид и диацетамид (при 60°С в присутствии Н2SO4-ацетилмочевина); с хлором на холоду - N-хлор - и N,N" - дихлормочевина NH2CONHCL и CO (NHCL) 2; с бромом - циануровая кислота; с NACLO-гидразин; с CS2 (110°C) - NH4SCN и COS. Мочевина легко конденсируется с формальдегидом , образуя мочевино - формалъдегидные смолы. В некоторых реакциях проявляется таутомерная форма мочевины - изомочевина NH2C (OH) =NH; например: при взаимодействии гидрохлорида цианамида со спиртами образуются О-алкиловые эфиры изомочевины.Он протекает в гетерогенной системе, состоящей из газообразной фазы (аммиак, диоксид углерода, пары воды) и жидкой фазы, включающей расплавленные и растворенные компоненты (аммиак, карбамат аммония, карбонаты аммония, карбамид) и воду. В результате взаимодействия аммиака и оксида углерода (IV) образуется сложная система, состоящая из целевого продукта карбамида, полупродукта карбамата аммония, воды, карбонатов аммония и избытка аммиака. В зависимости от того, возвращаются эти продукты в процесс или после отделения карбамида используются в других производствах (например, для получения нитрата аммония), технологические схемы производства карбамида делятся на две группы: - без возвращения продуктов дистилляции в цикл (разомкнутая схема, без рецикла); Из смесителя смесь, разогревшаяся за сет частичного образования карбамата до 171?С, направляется в нижнюю часть колонны синтеза 3, где заканчивается образование карбамата аммония, и он превращается на 61% в карбамид. В колонне первой ступени проходит выделение карбамида из реакционной смеси, разложение карбамата аммония и образование из аммиака диоксида углерода и воды водного раствора аммонийных солей.Управление технологическим процессом осуществляется из ЦПУ (центральный пункт управления), куда выведены приборы, замеряющие температуру, давление, количество и концентрацию в соответствующих технологических узлах производства. Предусмотрены дистанционное регулирование необходимых параметров технологического процесса, пуск и остановка производства из ЦПУ, а также сигнализация отклонений от заданных значений" технологических параметров и блокировки, отключающие подачу тех или иных компонентов и останавливающие соответствующие узлы производства при возникновении аварийных ситуаций. Так, в хранилище жидкого аммиака, откуда он поступает на производство карбамида, поддерживается постоянным уровень аммиака путем регулирования его количества, поступающего из заводской сети. При аварийном снижении уровня жидкого аммиака в расходном хранилище либо при прекращении подачи диоксида углерода срабатывают блокировки, останавливающие производство карбамида. Автоматически регулируют температурный режим в ректификационной колонне и уровень жидкости в ней, температурный режим в конденсаторе низкого давления, температуру, уровни н значение вакуума в выпарной установке первой и второй, ступени.Стехиометрические количества аммиака и двуокиси углерода на 50000 кг мочевины составляют: где - молярная масса аммиака (17 г/моль); - масса карбамида (50000 кг); n - стехиометрический коэффициент; - молярная масса карбамида, (60 г/

Оглавление

Введение

1. Исходные данные для расчета

2. Характеристика исходного сырья и готового продукта

3. Физико-химические основы процесса

4. Контроль и автоматизация

5. Материальный баланс колонны синтеза карбамида

6. Тепловой баланс колонны синтеза карбамида

6.1 Приход теплоты [9]

6.2 Расход теплоты [9]

7. Характеристика колонны синтеза эскиз формата А4

8. Выбор и расчет вспомогательного оборудования

8.1 Выбор тарелок

8.2 Расчет опоры аппарата

9. Механические расчеты

9.1 Выбор конструкционного материала и допускаемые напряжения

9.2 Расчет толщины стенки корпуса аппарата

9.3 Расчет толщины стенки эллиптического днища корпуса

9.4 Расчет высоты стенки плоской крышки корпуса

10. Безопасность жизнедеятельности

Выводы

Список использованной литературы