Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка высокоинтенсивной энергосберегающей технологии карбамида

Диссертация: Разработка высокоинтенсивной энергосберегающей технологии карбамида
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Однако в последние годы в процессе перехода к рыночной экономике и усиления конкуренции производителей разных стран объем производства азотных удобрений в России резко сократился. В связи с этим на первый план выходят вопросы себестоимости карбамида, экономии сырья и энергоресурсов. Актуальность этих вопросов обусловлена и тем, что при современных крупнотоннажных объемах выпуска карбамида даже… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Аналитический обзор
    • 1. 1. Характеристика действующих и новейших технологий карбамида
    • 1. 2. Интенсификация работы узла синтеза
    • 1. 3. Усовершенствование стриппинг-технологии в узле дистилляции
    • 1. 4. Совершенствование узла абсорбции
    • 1. 5. Цель работы и постановка задач исследования
  • 2. Исследование работы узла синтеза на промышленной установке с модернизированным реактором карбамида
    • 2. 1. Обоснование выбора конструкции внутренних устройств реактора
    • 2. 2. Исследование работы промышленного реактора карбамида с двумя последовательными зонами синтеза
    • 2. 3. Разработка реактора синтеза карбамида с контактными цилиндрическими устройствами
  • 3. Исследование узла дистилляции на основе модернизированного стриппер-аппарата
    • 3. 1. Результаты обследования работы дистилляторов в промышленных цехах карбамида
    • 3. 2. Описание лабораторной установки и методики эксперимента
    • 3. 3. Результаты изучения распределения орошающей жидкости по трубам пленочного дистиллятора
    • 3. 4. Математическая модель движения жидкости на распределительной решетке дистиллятора
    • 3. 5. Разработка пленочного дистиллятора с усовершенствованным распределителем плава карбамида
  • 4. Исследование узла абсорбции аммиака и диоксида углерода в промышленных абсорберах
    • 4. 1. Обследование узла абсорбции аммиака и диоксида углерода в промышленном абсорбере
    • 4. 2. Исследование эффективности взаимодействия фаз в пленочно-вихревом контактном элементе на лабораторной установке
    • 4. 3. Исследование узла абсорбции аммиака и диоксида углерода в промышленном абсорбере с дополнительным устройством
    • 4. 4. Техническая характеристика комбинированного абсорбера аммиака и диоксида углерода
  • 5. Технико-экономическая характеристика новых методов
    • 5. 1. Экономические показатели метода секционирования реактора синтеза карбамида
    • 5. 2. Технико-экономическая оценка усовершенствования распределения орошающей жидкости по площади трубной решетки дистиллятора
    • 5. 3. Экономическая эффективность абсорбции аммиачно-воздушных смесей с использованием пленочно-вихревых контактных элементов
  • Выводы

Разработка высокоинтенсивной энергосберегающей технологии карбамида (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Производство карбамида, получившего всеобщее признание в качестве наиболее эффективной формы азотных удобрений, по сравнению с производствами других продуктов азотной промышленности развивалось наиболее интенсивно. Стремительный рост мощностей привел к тому, что начиная с середины 70-х годов, карбамид стал доминирующим видом среди твердых одинарных форм азотных удобрений. При этом следует отметить, что единичная мощность технологических линий по выпуску карбамида на практике достигла 2000 т/сут, а в проектах — до 3500 т/сут.

Однако в последние годы в процессе перехода к рыночной экономике и усиления конкуренции производителей разных стран объем производства азотных удобрений в России резко сократился. В связи с этим на первый план выходят вопросы себестоимости карбамида, экономии сырья и энергоресурсов. Актуальность этих вопросов обусловлена и тем, что при современных крупнотоннажных объемах выпуска карбамида даже незначительные усовершенствования дают существенный экономический эффект.

В настоящее время возможности снижения расхода сырья на передовых предприятиях практически исчерпаны, поэтому наиболее перспективны изыскания средств снижения энергетических затрат в действующих производствах карбамида. Так, в производствах, использующих схему с жидкостным рециклом, на долю энергоресурсов приходится до 70% затрат, в которых около 80% составляют расходы на пар.

Одним из путей решения поставленной задачи является усовершенствование стадий синтеза и дистилляции высокого давления, направленное на увеличение выхода продукта, снижение доли энергозатрат.

Данная работа посвящена разработке способов повышения эффективности стадии синтеза путем перевода реактора в режим вытеснения, усовершенствованию стриппинг-процесса, а также интенсификации работы узла абсорбции аммиачно-воздушных смесей и повышению эффективности очистки. 5.

ВЫВОДЫ.

1. Установлено существенное влияние диффузионного фактора на стадии синтеза карбамида и величины зоны перемешивания в реакторе на интенсивность его работы и выход продукта. Показано, что максимальный выход продукта обеспечивается при организации движения реакционной смеси в нижней части реактора в режиме продольного секционирования объема, а в средней и верхней части — в режиме поперечного. Практическая реализация предложенных технических решений на стадии синтеза позволила увеличить удельную производительность реактора синтеза с 350 кг/ (мч) до 750 кг/ (м3-ч).

2. Исследованием процесса отгонки непрореагировавших компонентов из плава со стадии синтеза карбамида установлена связь между высотой уровня плава на трубной решетке дистиллятора и равномерностью распределения газожидкостной смеси, на основании чего разработано техническое решение, позволяющее обеспечить равномерность распределения и повысить степень отгонки на 2%.

3. Исследованием процесса абсорбции аммиака и двуокиси углерода из газовых смесей в промышленных условиях установлены параметры работы, обеспечивающие увеличение степени поглощения аммиака на 7−8% и уменьшение количества раствора углеаммонийных солей в узел синтеза на 1,5−2 м3/ч.

4. Использование предложенных технических решений позволяет уменьшить энергозатраты на стадиях дистилляции и выпарки на 0,04−0,05 Гкал/т и увеличить выпуск карбамида на реакторе объемом 31,5 м до 500−540 т/сутки при проектной производительности 250−300 т/сутки. Экономический эффект от внедрения в промышленность принципиально новых технических решений интенсификации технологии карбамида составляет 8−12 руб/т готовой продукции.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Busqueis С. La urea. Historia, propiedades, preparaeion y sintesic. Utilizacion y nuevas aplicaciones industriales // Ion: -1953.-v.13, № 139-p.3−20.
  2. В.И., Лебедев B.B. Синтез и применение карбамида // Л.: -Химия.-1970.-с. 162.
  3. .П., Кудрявцева И. А. Производство мочевины // М.: Химия. -1965.-c.168.
  4. К.Н., Рябов В. Ф., Аникин В. Н. и др. Производство карбамида / Под ред. В. В. Лебедева // М.: Химия. — 1970. — с.232.
  5. В.И., Горловский Д. М. Новейшие направления в мировой практике создания высокопроизводительных агрегатов синтеза карбамида// Журн. ВХО им. Менделеева. М.: 1983. — № 4. — с.47 — 54.
  6. Дж.Д.Логеманн. Стриппинг-процесс производства мочевины фирмы «Стамикарбон».// Второй межрегиональный симпозиум по удобрениям // Киев.-1971.
  7. Д.М., Альтшулер Л. Н., Кучерявый В. И. Технология карбамида. -Л.: Химия,-1981.-с.320.
  8. Заявка № 2 944 948 ФРГ МКИ С 07 С 126/02. Способ получения мочевины // Mitsui Toatsu Toy Enginering // Заявл. 07.11.1979- Опубл. 12.06.1980.
  9. А.с. № 839 225 СССР МКИ С 07 С 126/02. Способ получения карбамида / Кучерявый В. И., Богданова Т. М., Горловский Д. М. и др. // Заявл. 12.07.1979- Опубл. 15.03.1984.
  10. Патент № 2 050 351 РФ МКИ С 07 С 273/04. Способ получения карбамида / Гусев А. И., Кучерявый В. И., Бордуков В. А. и др.// Заявл. 08.08.1989- Опубл. 20.12.1995. -Бюл. № 35.
  11. А.с. № 1 774 623 СССР МКИ С 07 С 273/04. Способ получения карбамида / Гусев А. И., Кучерявый В. И., Бордуков В. А. и др.// Заявл. 16.07.1990.
  12. А.с. № 1 829 339 СССР МКИ С 07 С 273/04. Способ получения карбамида / Гусев А. И., Кучерявый В. И., Сергеев Ю. А. и др.// Заявл. 23.05.1991.134
  13. Патент № 2 087 466 РФ МКИ С 07 С 273/04. Способ получения карбамида / Гусев А. И. //Заявл. 14.06.1995- Опубл. 20.08.1997. -Бюл. № 23.
  14. ЕР № 497 215 МКИ С 07 С 273/04. Process and plant for the production of urea wofh differentiated yield reaction spaces / Pagani Giorqio, Zardi Uniberto // Заявл. 24.01.1992- Опубл. 05.08.1992. Приоритет 29.01.1991, Швейцария.
  15. Патент № 1 573 707 Франция МКИ С 07 с. Procede de Synthese de l’uree / Toyo Koatsu Industries, Inc.// Заявл. 23.07.1968- Опубл. 04.07.1969. Приоритет 31.07.1967, Япония.
  16. Патент № 1 217 560 Великобритания МКИ С 07 с 127/04 НКИ С 2 С. Synthe-sisof urea / Mitsai Toatsu Chemicals, Inc.// Заявл. 10.07.1968- Опубл. 31.12.1970. Приоритет 31.07.1967, Япония.
  17. Патент № 3 607 937 США МКИ С 07 с 127/00 НКИ 260/555 A. Two stage urea synthesis / Otsuka Eiji, Kana, Kasumichi, Sakai Tabao // Заявл. 26.06.1968- Опубл. 21.09.1971.
  18. Патент № 1 147 734 Великобритания МКИ С 07 с 127/04 НКИ С 2 С. Method for the preparation of urea / Sumitomo Chemical Company Ltd.// Заявл. 23.03.1967- Опубл. 02.04.1969. Приоритет 29.03.1966, Япония.
  19. Патент № 1 124 547 Великобритания МКИ С 07 с 127/04 НКИ С 2 С. Production of urea / Toyo Koatsu Industries, Inc.// Заявл. 24.04.1967- Опубл. 21.08.1968. Приоритет 02.05.1966, Япония.
  20. Патент № 3 549 701 США МКИ С 07 с 127/00 НКИ 260/555. Two stage process for synthesizing urea / Ofsuka Eiji, Kanai Kasumichi, Sakai Tadao, noue Shigetu // Заявл 26.07.1967- Опубл. 22.12.1970.
  21. A.c. № 606 858 СССР МКИ С 07 С 126/02. Способ получения мочевины / Горловский Д. М., Кучерявый В. И., Мельников Ю. К. // Заявл. 07.09.1976- Опубл. 15.05.1978-Бюл. № 18.
  22. Заявка № 1 643 092 ФРГ НКИ 12о, 17/03. Zweistufenverfahren zur Synthetisierung von Harnstoff / Otsaka Eiji, Kanai Rfsumichi, Sakai Nadao, noue Shi-geru // Заявл. 02.05.1967- Опубл. 11.03.1971. Приоритет 02.05.1966, Япония.135
  23. Патент № 3 091 637 США НКИ 260/555. Dual cycle urea synthesis process / Cook Lucien H., Fidler Robert К.// Заявл. 17.05.1960- Опубл. 28.05.1963.
  24. В.И., Горловский Д. М., Страхова A.B. Усовершенствование узла синтеза в производстве карбамида // Журн. Хим. пром-ть. М.: 1973. -№ 4. — С.34 — 37.
  25. Г. Д., Неупокоев Г. И., Ибрагимов Ф. И. Гидродинамический режим работы реактора синтеза карбамида // Журн. Хим пром-ть. М.: 1970. — № 9. — С.51 — 52.
  26. В.И., Горловский Д. М. Интенсификация процесса синтеза карбамида путем увеличения коэффициента полезного действия промышленных реакторов // Журн. Хим. пром ть. — М.: 1977. — № 12. — с. 39 — 43.
  27. Г. И., Харлампович Г. Д., Сафронов Е. В. Интенсификация действующих производств карбамида // Журн. Хим. пром ть. — М.: 1974. -№ 6. -с. 38−41.
  28. В.И., Горбушенков В. А. Определение удельной производительности и реакционного объема промышленных колонн синтеза мочевины // Журн. Хим. пром ть. — М.: 1970. — № 6. — с.45 — 47.
  29. Е.В. Исследование гидродинамики и интенсификация работы промышленного реактора синтеза карбамида из нефтегазового сырья: Ав-тореф. дис.'. к та техн. наук. — Свердловск, 1974.
  30. A.c. № 552 107 СССР МКИ В 04 J 10/00. Реактор для синтеза карбамида / Саттаров М. Ш., Сисин М. Ф., Неупокоев Г. И. и др. // Заявл. 28.11.1974- Опубл.30.03.1977. -Б.и. № 12.
  31. A.c. № 808 122 СССР МКИ В 01 J 19/00. Колонна синтеза мочевины / Мельников Ю. К., Кучерявый В. И., Потапов В. В. и др.// Заявл. 07.06.1976- Опубл. 28.02.1981.-Б.и. № 8.
  32. Я.М. Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов // М!: Химия. — 1976. — с.232.
  33. ASIA FAB, Spring, 1996, р.28.136
  34. В.Н., Доманский H.B. Газожидкостные реакторы // JI.: -Машиностроение. 1976. — с.216.
  35. Г. С. Исследование распределения жидкости в трубчатых пленочных аппаратах: Автореф.дис. к та техн. наук — Ленинград, 1972. -С.21.
  36. A.A., Гофман М. С., Бляхер И. Г., Мильман Д. И. Влияние расхода жидкости на ее распределение по трубам двухпленочного холодиьника // Журн. Хим. пром ть. — М.: 1983. — № 3. — с.56 — 57.
  37. Патент № 2 420 362 Франция. Испаритель, питаемый свободным истечением. -1979.
  38. Патент № 166 724. ФРГ. Устройство для равномерного распределения жидкости в химическом реакторе с большим числом труб. 1971.
  39. Патент № 2 175 757. Франция. Устройство для распределения жидкости в испарителях с истечением под действием силы тяжести. 1973.
  40. Патент № 53−25 836. Япония. Вертикальная многоступенчатая испарительная установка. 1978.
  41. Патент № 53−27 702. Япония. Вертикальный трубчатый испаритель с системой регулирования пленки жидкости. 1978.
  42. A.c. № 176 561 СССР МКИ В 01 d 1/12. Многоступенчатый пленочный аппарат / Рейбах М. С., Семенов П. А., Цирлин A.M./ Заявл. 22.04.1964- Опубл. 17.11.1965.-Б.и. № 23.
  43. A.c. № 816 474 СССР МКИ В 01 D 1/22. Пленочный испаритель / Чижин Ю. А., Тютинов М. В., Харисов М. А., Добжанская Е.Б./ Заявл. 11.10.1978- Опубл. 30.03.1981. -Б.и. № 12.137
  44. A.c. № 837 348 СССР МКИ В Ol D 1/22. Пленочный испаритель / Савер-ченко В.М., Максименко Г. П. / Заявл. 20.09.1979- Опубл. 15.06.1981. Б.и. № 22.
  45. A.c. № 303 822 СССР МКИ В 01 D 1/12. Распределительное устройство / Трошенькин Б. А. / Заявл. 05.07.1969- Опубл. 21.12.1972. Б.и. № 35.
  46. A.c. № 636 003 СССР МКИ В 01 D 1/22. Пленочный выпарной аппарат / Трошенькин Б. А., Соловьева Г. И. / Заявл. 12.08.1971- Опубл. 05.12.1978. -Б.и. № 45.
  47. A.c. № 755 287 СССР МКИ В 01 D 1/22. Пленочный выпарной аппарат / Пискунов Ю. Н. / Заявл. 10.05.1978- Опубл. 15.08.1980. Б.и. № 30.
  48. A.c. № 611 626 СССР МКИ В 01 D 1/22. Выпарной аппарат со стекающей пленкой жидкости / Головченко O.A., Соловьева Г. И., Чирва В. И. / Заявл. 21.01.1976- Опубл. 25.08.1978.-Б.и. № 23.
  49. A.c. № 695 582 СССР МКИ F 28 F 25/02. Распределитель жидкости для ко-жухотрубного теплообменника / Царди У., Латана В./ Заявл. 24.09.1976- Опубл. 30.10.1979. Б.и. № 40.
  50. A.c. № 1 114 353 СССР МКИ F 28 D 3/04. Устройство для пленочного распределения жидкости в вертикальном теплообменнике / Лагана В./ Заявл. 14.05.1981- Опубл. 15.09.1984.-Б.и. № 34.
  51. В.А., Малюсов В. А., Жаворонков Н. М. Результаты исследований прямоточных контактных элементов // Журн. Хим. пром ть — М.: 1961. -№ 7, 8.
  52. H.A., Жаворонков Н. М. Ректификационные колонны с вихревыми прямоточными ступенями // Журн. Хим. пром ть. — М.: 1963. — № 4.
  53. В.Р., Иванов В. И. Высокоскоростные массообменные аппараты // Обзорная информация. М.: ВНИИОЭНГ. — 1978.138
  54. H.A., Короткое Ю. Ф. Массообменные аппараты с вихревыми прямоточными ступенями // Журн. Известия вузов «Пищевая технология». -M.: 1971. -№ 6.
  55. С.С., Савельев Н. И., Николаев H.A. и др. Вихревые массообменные аппараты // Обзорная информация: «Общеотраслевые вопросы развития химической промышленности». М.: НИИТЭХИМ. — 1981. — 29с.
  56. A.c. № 793 589 СССР МКИ В 01D 3/20. Контактная тарелка для взаимодействия газа с жидкостью / Левданский Э. И., Плехов И. М., Бабкин В. В. и др. //Заявл. 05.22.1979- Опубл. 15.01.1981. -Б.и. № 1.
  57. A.c. № 498 009 СССР МКИ В 01 D 3/26. Массообменный аппарат / Левданский Э. И., Плехов И. М., Ершов А. И. и др. // Заявл. 19.09.1974- Опубл. 05.01.1976.-Б.и. № 1.
  58. В.А. Исследование кинетики реакции синтеза карбамида- Автореф. дис. .к-та хим. наук. М.: 1972. — с.22.
  59. H.A., Альтшулер Л. Н. Макроскопическая кинетика и механизм синтеза мочевины из аммиака и двуокиси углерода//Журн. Хим. пром-ть.: — 1962. № 9. — с.14 — 18.
  60. H.A., Альтшулер Л. Н. Макроскопическая кинетика и механизм синтеза мочевины из аммиака и двуокиси углерода // Журн. Хим. пром ть.- 1964. № 1. — с.54 — 57.
  61. Е.В. Исследование гидродинамики и интенсификация работы промышленного реактора синтеза карбамида из нефтегазового сырья: Дис. канд. техн. наук. Свердловск, 1974. — с. 161.
  62. Ю.А., Кучерявый В. И., Жестков C.B. Анализ работы реакторов синтеза карбамида // Тез.докл. Всесоюзной конференции «Химреактор -10». Куйбышев — Тольятти. — 1988. — т. З, с. 73 — 77.
  63. Д.М. Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов. М.: Химия. — 1968. — с.248.
  64. В.О., Шеин В. Е., Ермаков В. Н. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и отечественного каучу139ка JI.: Химия. — 1985.
  65. ДенбигК. Теория химических реакторов. -М: Наука. 1968. — с. 192.
  66. А.с. № 1 116 034 СССР МКИ С 07 С 126/02. Способ получения мочевины / Горловский Д. М., Кучерявый В. И., Горбушенков В. А. и др. // Заявл. 24.04.1978- Опубл. 30.09.1984. Б.и. № 36.
  67. Патент РФ № 21 146 691 МКИ 6 В 01 J 10/00. Реактор / Жестков C.B., Сергеев Ю. А., Косырев В. М. и др.// Заявл. 22.11.1995- Опубл. 10.07.1998. Б.и. № 19.
  68. Свидетельство РФ № 4494 МКИ 6 В 01 J 10/00. Реактор/ Жестков C.B., Сергеев Ю. А., Косырев В. М. и др.// Заявл. 25.04.1996- Опубл. 16.07.1997. -Б.и. № 7.
  69. Л.Я., Жестков C.B., Сергеев Ю. А., Гусев А. И. Обследование работы пленочных дистилляторов в производстве карбамида // Тез.докл. на-учно-техн. конф. по массообменной колонной аппаратуре. Уфа. — 1987. -с.46−47.
  70. Н.А. Динамика вязкой несжимаемой жидкости // М.: Гостехиздат. 1955.
  71. Алтуфьев В Н., Белецкий Г. С. Теплопередача и аэродинамика // М. Л.: 1946.
  72. Дж., Бреннер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса // М.:-Мир.- 1976.
  73. Л.Г. Механика жидкости и газа // М.: Изд. технико-теорет. лит. -1957.
  74. Н.И. Основные прцессы и аппараты химической технологии // М.:-Химия.-1981.
  75. Г. Теория пограничного слоя // М.: Наука. — 1974.140
  76. Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям // М.: Физматгиз. — 1961.
  77. А.с. № 1 416 161 СССР МКИ В 01 D 53/18. Пленочный трубчатый тепломас-сообменный аппарат / Косырев В. М., Живайкин Л. Я., Бахтин Л. А., Жестков C.B., Ульянов В. М. // Заявл. 16.01 1987- Опубл. 15.03.1988. Б.и. № 30.
  78. C.B., Бахтин Л. А., Живайкин Л. Я. Исследование гидродинамики интенсивного прямоточно-вихревого трубчатого абсорбера // Тез.докл. 3-го Всесоюзного совещания по проблеме «Абсорбция газов». Таллин. — 1987.
  79. А.с. № 1 360 754 СССР МКИ В 01 D 3/26. Тепломассообменный аппарат / Бахтин Л. А., Живайкин Л. Я., Жестков C.B. и др.// Заявл. 26.05.1986- Опубл. 23.12.1987.-Б.и. № 47.
  80. А.с. № 1 286 228 СССР МКИ В 01 D 3/26. Массообменный аппарат / Бахтин Л. А., Живайкин Л. Я., Жестков C.B. и др.// Заявл. 17.04.1985- Опубл. 30.01.1987.-Б.и. № 4.
  81. Н.А. Исследование и расчет ректификационных и абсорбционных аппаратов вихревого типа: Автореф. дис. докт. техн. наук. Казань, 1974−42с.
  82. Э.И. Исследование гидродинамики и массообмена прямоточ-но-центробежной тарелки /. Оборудование, его эксплуатация, ремонт и защита от коррозии в химической промышленности. М.: НИИТЭХИМ. -1975.-c.7−9 .
  83. В.М. Абсорбция газов // М.: Химия. — изд. 2-е, перер. и доп. — 1976. -с.655.
  84. И.Ф., Романков П. Г., Носков A.A. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / Под ред. П. Г. Романкова. -Л.: Химия, — 1987.-С.576.
  85. С.С. Исследование массопереноса в аппарате прямоточно-вихревого типа: Автореф. дис. к-татехн. наук. Казань. — 1979.91. ГОСТ 2084–92.
  86. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: — 1987.
  87. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды.-М.: — 1983.143
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?