4.1.2 Рецикл

У рециклі відбувається процес остаточного розкладання карбамату амонію, що втримується в розчині, який надходить зі стриперу.

Розкладання карбамату амонію здійснюється в ректифікаційній колоні при тиску 0,2-3,5 МПа й температурі розчину карбаміду після підігрівача поз. Е-302 130-150^○С за реакцією:

NН₂ – СО – ОNН₄  СО₂ + 2NH₃ – Q (4.7)

Реакція ендотермічна, необхідне тепло для протікання процесу розкладання карбамату створюється за рахунок конденсації водяної пари з тиском 0,30-0,45МПа в міжтрубному просторі підігрівача поз. Е-302. Після остаточного розкладання карбамату амонію концентрація карбаміду в розчині підвищується до 67 %.

Із газоподібних аміаку, діоксиду вуглецю й парів води, які виділилися при розкладанні карбамату амонію в ректифікаційній колоні, в конденсаторі низького тиску поз. Е-303 відбувається утворення розчину ВАС.

Процес утворення розчину ВАС протікає при тиску 0,2-0,35 МПа й температурі 70-80^○С.

NH₃ + Н₂О  NН₄ОH + Q (4.8)

2NН₄ОH + CO₂  (NН₄)₂СО₃ + Н₂О + Q (4.9)

NН₄ОH + CO₂  NН₄НСО₃ + Q (4.10)

Реакції екзотермічні тепло утворення розчину ВАС, що виділилося, постійно відводиться конденсатом у циркулюючому контурі холодильника поз. Е-902.

4.1.3 Випарювання

Розчин карбаміду після стадії рециклу з концентрацією не менше 69 % піддається процесу випарювання.

Процес випарювання протікає у двоступінчастій випарній установці. На першому щаблі випарювання розчин карбаміду випарюється до масової частки карбаміду не менш 95 % при температурі 125-130 ^○С й абсолютному тиску 25- 49кПа. На другому щаблі випарювання розчин карбаміду концентрується від 95 до 99,5-99,8 % при температурі 135-140^○С й абсолютному тиску не більше 5,0кПа.

Температура процесу розпарювання підтримується за рахунок подачі пари в міжтрубний простір випарників. Отриманий після випарювання розчину карбаміду плав направляється на грануляцію для одержання товарного продукту.

Примітка – На всіх стадіях нагрівання розчинів карбаміду відбувається часткове термічне розкладання карбаміду й утворення побічного продукту – біурету:

2Н₂N – СО – NH₂  Н₂ N – СО – NН – СО – NН₂ + NH₃ (4.11)

4.1.4 Абсорбція, десорбція, гідроліз

4.1.4.1 Абсорбція

У вузлі абсорбції протікає процес поглинання газоподібних аміаку, діоксиду вуглецю й парів води, що виходять зі скрубера ВД поз. Е-203. Зрошення абсорбера здійснюється конденсатом сокової пари. При тиску в системі абсорбції 0,55-0,65 МПа й температурі 90 ^○С відбувається утворення розчину ВАС.

NH₃ + Н₂О  NН₄ОH + Q (4.12)

2NН₄ОH + CO₂  (NН₄)₂СО₃ + Н₂О + Q (4.13)

NН₄ОH + CO₂  NН₄НСО₃ + Q (4.14)

Реакції екзотермічні тепло утворення ВАС, що виділилося, постійно відводиться в циркулюючому контурі холодильника поз. Е-706.

4.1.4.2 Десорбція й гідроліз

Отриманий при випарюванні розчину карбаміду конденсат сокової пари (КСП) з масовою концентрацією аміаку не більше 4,0 % і карбаміду не більше 3,0% піддається очищенню від аміаку, діоксиду вуглецю й карбаміду в системі десорбції й гідролізу.

Очищення КСП від аміаку відбувається спочатку в десорбері 1 щабля при тиску не більше 0,4 МПа й температурі в кубовій частині десорбера 1 щабля 135-140 ^○С, створюваної за рахунок надходження парогазової суміші (аміак, діоксид вуглецю, пари води) з десорбера 2 щабля й гідролізера З-703, КСП, очищений від аміаку й діоксиду вуглецю після десорбера 1 щабля, направляється в гідролізер, де при тиску не більше 1,85 МПа (21 кгс/см²) і температурі 182^○С протікає реакція гідролізу карбаміду.

При цьому спочатку відбувається реакція ізомеризації карбаміду в ціанат амонію, що надалі піддається гідролізу:

СО(NH₂)₂  NН₄ОСN (4.15)

NН₄ОСN + 2Н₂О  (NН₄)₂СО₃ (4.16)

Ціанат амонію у водяному розчині дисоціює на іони:

NН₄ОCN  NН⁺₄ + NСО ^- (4.17)

і саме іон NCО ^- піддається гідролізу:

NСО ^- + 2Н₂О  NН⁺₄ + СО₃^ (4.18)

Газорідинна суміш із гідролізера, що складається з аміаку, діоксиду вуглецю й парів води, направляється в десорбер 2 щабля, де при температурі в кубовій частині десорбера 140-150^○С і тиском до 0,4 МПа відбувається остаточне очищення КСП від аміаку й карбаміду. Відігнані аміак, діоксид вуглецю й пари води із системи десорбції направляються у вузол конденсації для утворення слабкого розчину ВАС і повернення їх у вузол синтезу.

Стічна вода з масовою концентрацією аміаку не більше 75 мг/м³, карбаміду не більше 300 мг/дм³ направляється на установку НДФ, після якої направляється в насосну перекачування промстоків.