В данном дипломном проекте был спроектирован массобменный аппарат для концентрирования плава карбамида, используемый в установке производства карбамида мощностью 120 тыс. т/год. В разделе, посвященном обзору и анализу состояния вопроса, выполнен краткий анализ существующих схем производства карбамида и приведены конструкции типовых аппаратов, используемых при производстве. На основании анализа выбрана технологическая схема и аппарат, в котором выполняется кристаллизация.
Технологический раздел посвящен детальному описанию выбранной схемы производства и теплового аппарата. Раздел содержит технологические расчеты по проектируемому аппарату и вспомогательному оборудованию. Определены геометрические размеры аппарата и его составных частей. Выполнен расчет установки пневмотранспорта карбамида наверх грануляционной башни.
Расчетно-конструкторский раздел содержит описание конструкции аппарата и прочностной расчет его основных элементов: обечайки, фланцевого соединения, опор, днищ, укрепления отверстия.
Раздел, посвященный автоматизации оборудования, описывает используемые средства регулирования и контроля, применяемые в производстве для обеспечения эффективности процесса и его технологичности.
Безопасность и экологичность проекта подтверждается расчетами и указаниями соответствующего раздела. При соблюдении указанных требований гарантируется долговременная и безопасная работа колонны конденсации.
Организационно-экономический раздел содержит расчет величин, показывающих экономическую эффективность проекта.
Спроектированный массообменный аппарат карбамида удовлетворяет техническому заданию и может быть использован в составе установки производства карбамида мощностью 120 тыс. т/год.
| Введение | 5 |
| 1 Обзор состояния вопроса | 7 |
| 1.1 Способы получения карбамида | 7 |
| 1.2 Технологические схемы производства карбамида | 9 |
| 1.3 Обзор конструкций проектируемого оборудования | 15 |
| 2 Технологический раздел | 21 |
| 2.1 Описание технологической схемы и проектируемого оборудования | 21 |
| 2.2 Технологический расчет | 24 |
| 3 Расчетно-конструкторский раздел | 43 |
| 3.1 Конструирование аппарата | 43 |
| 3.2 Выбор материала | 44 |
| 3.3 Расчет обечайки | 45 |
| 3.4 Расчет укрепления отверстия | 47 |
| 3.5 Расчет эллиптического днища | 50 |
| 4 Специальный раздел | 52 |
| 4.1 Разработка технологического процесса изготовления базовой детали | 52 |
| 4.2 Разработка маршрутной, технологической и операционной карты | 67 |
| 4.3 Технологическая схема сборки аппарата | 68 |
| 4.4 Технические условия на эксплуатацию и ремонт | 69 |
| 5 Автоматизация оборудования | 71 |
| 5.1 Выбор и обоснование параметров контроля и управления | 71 |
| 5.2 Описание выбранной системы сбора сигналов и управления | 73 |
| 5.3 Выбор и обоснование технических средств и систем автоматизации | 76 |
| 6 Безопасность и экологичность проекта | 86 |
| 6.1 Анализ опасных и вредных факторов | 87 |
| 6.2 Мероприятия по предотвращению воздействия опасных и вредных факторов | 87 |
| 6.3 Защита персонала и территории в чрезвычайных ситуациях | 90 |
| 7 Организационно-экономический раздел | 92 |
| 7.1 Обоснование производственной мощности | 92 |
| 7.2 Организация труда и расчета заработной платы | 93 |
| 7.3 Себестоимость продукции | 95 |
| 7.4 Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений | 97 |
| 7.5 Прибыль | 97 |
| 7.6 Расчет эффективности использования основных средств | 98 |
| 7.7 Сводные показатели эффективности проектного решения | 99 |
| 7.8 Точка безубыточности | 100 |
| 7.9 Заключение об экономической эффективности | 101 |
| Заключение | 102 |
| Список использованных источников | 103 |
Карбамид (мочевина) CO(NH2)2 – белое кристаллическое вещество, содер-жащее 46,6% азота; температура плавления 132,7 °С, плотность 1335 кг/м3. Карбамид выпускают в гранули¬рованном или кристаллическом виде. Карбамид хорошо раство¬рим в воде и в жидком аммиаке. Рас¬творение карбамида в воде сопровождается поглощением теп¬ла, а кристаллизация из раствора – выделением тепла [1].
Карбамид выпускают двух марок: мар¬ки А – для промышленности и животноводства и марки Б – для сельского хозяйства в качестве удобрения.
Карбамид среди азотных удобрений занимает второе место по объему производства после аммиачной селитры. Рост производства карбамида обусловлен широкой сферой его применения в сельском хозяйстве. Он обладает большей устойчивостью к выщелачиванию по сравнению с другими азотными удобрениями, то есть менее подвержен вымыванию из почвы, менее гигроскопичен, может применяться не только как удобрение, но и в качестве добавки к корму крупного рогатого скота. Карбамид, кроме того, широко используется для получения сложных удобрений, удобрений с регулируемым сроком действия, а также для получения пластмасс, клеев, лаков и покрытий [1].
По своим физическим свойствам карбамид, как удобрение, также имеет преимущества перед аммиачной селитрой: не взрывоопасен, менее гигроскопичен и менее слеживается. Гигроскопическая точка для карбамида при 20 0С равна 80%.
Попадая в почву, на кислых почвах карбамид вначале оказывает нейтрализующее действие, а затем начинает действовать аналогично аммиачной селитре, то есть подкисляет почву. При внекорневой подкормке растений карбамид безопасен, т. к. не вызывает ожогов листьев. В животноводстве карбамид применяют для откормки скота – в качестве добавки к корму, содержащему мало белков и много углеводов. В сычуге жвачных животных микроорганизмы превращают карбамид в белковые соединения.
В промышленности карбамид применяют для приготовления карбамидоформальдегидных смол, пластических масс, клеев, фармацевтических препаратов, для депарафинизации смазочных масел, для полимеров, перерабатываемых в волокна, в текстильной и бумажной промышленности, в производстве красителей и моющих средств. Его применяют также в деревообрабатывающей и кожевенной промышленности.
Работы в области дальнейшего усовершенствования технологии карбамида ведутся во многих странах (США, Италия, Япония и др.). Основные направления этих работ заключаются в изыскании более прогрессивных способов полного замыкания цикла синтеза и рецикла с одновременным увеличением мощности единичного агрегата. Внедрение в промышленность более прогрессивной технологии позволит значительно улучшить технико-экономические показатели производства карбамида.
Дипломный проект посвящен разработке аппарата кристаллизации карбамида, работающего в составе установки производства карбамида.