Синтез карбамида (лекция 17)

Август 10, 2022

Главная
Химия
Синтез карбамида (лекция 17)

Содержание

2. СИНТЕЗ КАРБАМИДА (МОЧЕВИНЫ) Свойства карбамида и карбомата аммония. Карбамид Карбамид (NН2)2СО - диамид угольной кислоты, называемый
3. Карбамид хорошо растворяется в воде, аммиаке и спирте. Растворимость (NН2)2СО в воде с повышением температуры увеличивается,
5. В водных растворах он достаточно устойчив до 80 оС, затем он переходит в изоцеанат аммония и
7. Карбамат аммония При комнатной температуре карбамат аммония (NН2СОONH4) представляет собой твердое вещество белого цвета с запахом
8. В разбавленных растворах карбамат аммония также неустойчив и почти полностью переходит в карбонат:
9. Физико-химические основы синтеза В настоящее время в промышленности исходным сырьем для производства карбамида являются жидкий аммиак
11. Влияние продолжительности процесса и температуры на степень конверсии карбамата аммония в карбамид Влияние давления на степень
12. Влияние добавки воды к карбамату аммония на равновесный выход карбамида (по СО2) при 160 оС
13. Диаграмма состояния системы (NН2)2СО – NH2CO2NH4 – NH3
14. Зависимость степеней превращения NН3 и СО2 в карбамид выражается уравнением:
15. Влияние избытка аммиака на равновесный выход карбамида по СО2 (сплошные линии) и NH3 (пунктирные линии) при:
16. Номограмма М. Фрежака для определения равновесного выхода карбамида в зависимости от температуры, мольного соотношения NН3/СО2 и
17. При эквимолярном соотношении реагентов теоретическая концентрация карбамида в плаве может быть рассчитана из суммарного уравнения реакции
18. Удельную производительность реакционного объема можно рассчитать по уравнению:
19. Пример 1. В колонне синтеза диаметром 1,3 м и высотой 24 м производится 790 т/сут карбамида
20. Синтез карбамида с полным жидкостным рециклом Технологическая схема производства карбамида с полным жидкостным рециклом 1 -
21. Стриппинг-процесс синтеза карбамида Технологическая схема стриппинг-процесса синтеза карбамида 1, 11, 14 – сепараторы; 2 – компрессор;
22. Переработка раствора карбамида в готовый продукт (выпарка раствора и гранулирование плава) Схема получения гранулированного карбамида 1
23. Основное оборудование Колонна синтеза 1 – предохранительный клапан; 2 – термопара; 3 – крышка; 4 –
24. Смеситель 1, 4 – верхняя и нижняя крышки; 2 – корпус; 3 – перемешивающие устройства
25. Абсорбер 1-ой ступени дистилляции 1, 4 – люки; 2 – корпус; 3 – насадка из фарфоровых
27. Скачать презентацию

Слайд 2

СИНТЕЗ КАРБАМИДА (МОЧЕВИНЫ)
Свойства карбамида и карбомата аммония. Карбамид
Карбамид (NН2)2СО - диамид

угольной кислоты, называемый также мочевиной, в чистом виде представляет собой бесцветные не имеющие запаха кристаллы.
При нагревании под атмосферным давлением до температуры плавления карбамид начинает разлагаться с выделением аммиака.
(NН2)2СО ↔ HOCN + NH3
Циановая кислота, взаимодействуя с карбамидом, образует биурет:
HOCN + (NН2)2СО ↔ NH2CONHCONH2
В присутствии избытка аммиака образование биурета протекает со значительно меньшей скоростью путем непосредственного взаимодействия молекул карбамида:
2(NН2)2СО ↔ NH2CONHCONH2 + NH3
Добавка нитрата аммония также приводит к стабилизации карбамида.

Слайд 3

Карбамид хорошо растворяется в воде, аммиаке и спирте. Растворимость (NН2)2СО в

воде с повышением температуры увеличивается, что видно из ниже представленных данных:

Слайд 4

Слайд 5

В водных растворах он достаточно устойчив до 80 оС, затем он переходит

в изоцеанат аммония и далее в карбонат аммония:

Слайд 6

Слайд 7

Карбамат аммония
При комнатной температуре карбамат аммония (NН2СОONH4) представляет собой твердое вещество

белого цвета с запахом аммиака. Температура плавления карбамата аммония 152 оС, соответствующее ей давление насыщенных паров составляет 83,3 ат. Давление насыщенных паров над карбаматом аммония при различных температурах приведено ниже:

Слайд 8

В разбавленных растворах карбамат аммония также неустойчив и почти полностью переходит

в карбонат:

Слайд 9

Физико-химические основы синтеза
В настоящее время в промышленности исходным сырьем для производства

карбамида являются жидкий аммиак и газообразный диоксид углерода.
Процесс синтеза протекает в две стадии. На первом этапе из NН3 и СО2 образуется карбамат аммония (аммонийная соль карбаминовой кислоты):
2NH3 + CO2 ↔ NH4O-CO-NH2 + 159 кДж
Затем происходит его дегидратация:
NH4O-CO-NH2 ↔ (NН2)2СО + Н2О – 28,1 кДж
Суммарная реакция:
2NH3 + CO2 = (NН2)2СО + Н2О + 130,9 кДж

Слайд 10

Слайд 11

Влияние продолжительности процесса и температуры на степень конверсии карбамата аммония в

карбамид

Влияние давления на степень
конверсии карбамата аммония в карбамид

Слайд 12

Влияние добавки воды к карбамату аммония на равновесный выход карбамида (по

СО2) при 160 оС

Слайд 13

Диаграмма состояния системы
(NН2)2СО – NH2CO2NH4 – NH3

Слайд 14

Зависимость степеней превращения NН3 и СО2 в карбамид выражается уравнением:

Слайд 15

Влияние избытка аммиака на равновесный выход карбамида по СО2 (сплошные линии)

и NH3 (пунктирные линии) при:
1 – 160 оС; 2 – 180 оС; 3 – 200 оС

Слайд 16

Номограмма М. Фрежака для определения равновесного выхода карбамида в зависимости от

температуры, мольного соотношения NН3/СО2 и добавки воды

Слайд 17

При эквимолярном соотношении реагентов теоретическая концентрация карбамида в плаве может быть

рассчитана из суммарного уравнения реакции синтеза:

Слайд 18

Удельную производительность реакционного объема можно рассчитать по уравнению:

Слайд 19

Пример 1. В колонне синтеза диаметром 1,3 м и высотой 24

м производится 790 т/сут карбамида (33 т/ч). При степени превращения = 0,60 и мольном соотношении NН3/СО2 = 4/1 для обеспечения данной производительности необходима подача 40 275 кг /ч СО2 и 62 100 кг/ч NН3. Определить удельную производительность реактора.
Решение
Масса подаваемых реагентов в реактор:
g = 40275 + 62100 = 102 375 кг/ч
Начальное соотношение масс NН3 и СО2 на входе в реактор:
Реакционный объем колонны:
Удельная производительность колонны синтеза карбамида:
Исходя из технико-экономических соображений, синтез карбамида ведут при температурах 185 – 200 оС, давлении 18 – 20 МПа и мольном соотношении NН3/СО2= 4 – 4,5. При этих условиях и времени пребывания реагентов в колонне синтеза в пределах 50 – 60 мин выход карбамида достигает 55 – 65 %.

Слайд 20

Синтез карбамида с полным жидкостным рециклом
Технологическая схема производства карбамида с полным

жидкостным рециклом
1 - компрессор СО2; 2 – танк жидкого NН3; 3, 7 – плунжерные насосы; 4 – конденсатор NН3; 5 – колонна синтеза; 6 – смеситель; 8 – промывная колонна; 9, 12 – ректификационные колонны; 10, 13 – подогреватели; 11, 14 – сепараторы; 15 - вакуум испаритель; 16 – сборник раствора карбамида; 17 – маслоотделитель; 18 - центробежный насос; 19 – конденсатор; 20 – вакуум-насос; 21 – конденсатор; 22 – резервуар; 23, 29 – центробежные насосы; 24 – абсорбер; 25 – сборник раствора углеаммонийных солей; 26 – десорбер; 27 – холодильник; - 28 теплообменник; 29 – центробежные насосы

Слайд 21

Стриппинг-процесс синтеза карбамида
Технологическая схема стриппинг-процесса синтеза карбамида
1, 11, 14 – сепараторы;

2 – компрессор; 3 – теплообменник-дистиллятор; 4 – насосы; 5, 7 – конденсаторы высокого давления; 6 – ректор; 8 – дроссельный клапан; 9 – ректификационная колонна; 10 – подогреватель; 12 – конденсатор низкого давления; 13, 17 – емкости; 15 – десорбер; 16 – теплообменник; 18 – скруббер

Слайд 22

Переработка раствора карбамида в готовый продукт (выпарка раствора и гранулирование плава)
Схема

получения гранулированного карбамида
1 – сборник раствора карбамида; 2, 7 – центробежный насос; 3, 8 – напорный бак; 9 – разбрызгиватель плава; 10 – грануляционная башня; 11 – вентилятор; 12, 16 – ленточный конвейер; 13 – элеватор; 14 – грохот; 15 – бак для растворения пыли и крупных гранул

Слайд 23

Основное оборудование
Колонна синтеза
1 – предохранительный клапан; 2 – термопара;
3 – крышка;

4 – корпус;
5 – решетки

Слайд 24

Смеситель
1, 4 – верхняя и нижняя крышки; 2 – корпус;
3 –

перемешивающие
устройства

Слайд 25

Абсорбер 1-ой ступени дистилляции
1, 4 – люки; 2 – корпус;
3 –

насадка из фарфоровых колец

Синтез карбамида (лекция 17)

Содержание

СИНТЕЗ КАРБАМИДА (МОЧЕВИНЫ)Свойства карбамида и карбомата аммония. КарбамидКарбамид (NН2)2СО - диамид

Карбамид хорошо растворяется в воде, аммиаке и спирте. Растворимость (NН2)2СО в

В водных растворах он достаточно устойчив до 80 оС, затем он переходит

Карбамат аммонияПри комнатной температуре карбамат аммония (NН2СОONH4) представляет собой твердое вещество

В разбавленных растворах карбамат аммония также неустойчив и почти полностью переходит

Физико-химические основы синтезаВ настоящее время в промышленности исходным сырьем для производства

Влияние продолжительности процесса и температуры на степень конверсии карбамата аммония в

Влияние добавки воды к карбамату аммония на равновесный выход карбамида (по

Диаграмма состояния системы(NН2)2СО – NH2CO2NH4 – NH3

Зависимость степеней превращения NН3 и СО2 в карбамид выражается уравнением:

Влияние избытка аммиака на равновесный выход карбамида по СО2 (сплошные линии)

Номограмма М. Фрежака для определения равновесного выхода карбамида в зависимости от

При эквимолярном соотношении реагентов теоретическая концентрация карбамида в плаве может быть

Удельную производительность реакционного объема можно рассчитать по уравнению:

Пример 1. В колонне синтеза диаметром 1,3 м и высотой 24

Синтез карбамида с полным жидкостным рецикломТехнологическая схема производства карбамида с полным

Стриппинг-процесс синтеза карбамидаТехнологическая схема стриппинг-процесса синтеза карбамида1, 11, 14 – сепараторы;

Переработка раствора карбамида в готовый продукт (выпарка раствора и гранулирование плава)Схема

Основное оборудованиеКолонна синтеза1 – предохранительный клапан; 2 – термопара;3 – крышка;

Смеситель1, 4 – верхняя и нижняя крышки; 2 – корпус;3 –

Абсорбер 1-ой ступени дистилляции1, 4 – люки; 2 – корпус;3 –

Похожие презентации