Tayanch so‘zlar: qurilmalar, vazifasi, nasos, neytralizator, bug‘latish qurilmasi, donadorlash minorasi, qaynash qatlami, isitgich.
Ammoniyli selitraning ishlab chiqarish sanoat qurilmalari.
Tayanch so‘zlar: qurilmalar, vazifasi, nasos, neytralizator, bug‘latish qurilmasi, donadorlash minorasi, qaynash qatlami, isitgich.
Karbamid ishlab chiqarishning fizik - kimyoviy asoslari.
Tayanch so‘zlar: xossasi, olinishi, ishlatilishi, turlari, xom-ashyo,ammiak, karbonat angidrid, biuret, sionit, karbomat, KFS.
Karbamid- CO(NH2)2 normal sharoitda rangsiz, hidsiz, kristallari uzun ignasimon yoki rombik prizma holatdagi tarkibida 46%gacha amid shaklida bog‘langan azoti bo‘lgan azotli o‘g‘itdir. Molekulyar og‘irligi 60u.b., struktura foromulasi:
N
N
N
O=C N (5.1.)
N
N
Karbamid (mochevina) 406K (15oS)da oddiy sharoitda eriy boshlaydi, zichligi 1,55g/sm3. Karbamid suvda va suyuq ammiakda yaxshi eriydi. Karbamid uzoq muddat saqlanganda yoki 0,5-1,0% namlik va qaynoq holda qoplarga joylashtirilganda uning donachalari bir-biriga yopishib qolishi mumkin. Bu yomon holatni karbamidni joylashdan avval undagi namlikni 0,2:0,3%gacha tushirish va kristall holdagi karbamidni sovutib olish kerak.
Karbamid kuchsiz asos xossasiga egadir. Dissosiasiyalanish doimiysi 1,5*10-5ga tengdir. Karbamid fosfor kislotasi bilan CO(NH2)2*H3RO4 kabi karbamid fosfati hosil qiladi, bu esa murakkab o‘g‘it ishlab chiqarishda ishlatiladi. Karbamiddan melamin-C3N6H6, yuqori molekulyar birikmalar, ulardan esa plastmassalar, laklar, yopishqoq moddalar olishda ishlatiladi. Karbamid donachalari uzoq vaqt saqlansa, bir-biriga yopishib, har xil katta-kichik shakldagi qattiq modda hosil qiladi. Karbamidni qora molga oz miqdorda yem sifatida ham ishlatish mumkin.
Karbamidni olinishi va ishlatilishi.
Tayanch so‘zlar: xossasi, olinishi, ishlatilishi, turlari, xom-ashyo,ammiak, karbonat angidrid, biuret, sionit, karbomat, qurilmalar, vazifasi, nasos, bug‘latish qurilmasi, donadorlash minorasi, qaynash qatlami, isitgich.
Karbamid birinchi marta kimyoviy modda sifatida 1773 yilda I.Ruell tomonidan topilgan. 1828 yilda F.Veler tomonidan ammoniy sianatdan karbamid sintez qilingan:
NH2
NH4-O-C=NO=C (5.2.)
NH2
1868 yilda rus olimi A.I.Bazarov karbamidni to‘g‘ridan-to‘g‘ri CO2 va HN3 dan 20MPa bosim 430K haroratda sintez qilishni topdi:
CO2+2NH3=CO(NH2)2+2H2O+130,1 kj (5.3.)
avvalo karbanat hosil qiladi:
2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)+151,9 kj (5.4.)
Bu reaksiya geterogen, qaytar, ekzotermikdir. (5.4.)reaksiya muvozanatini o‘nggga burish uchun, bosimni oshirib, haroratni pasaytirish kerak. Ammo, reaksiya tezligini oshirish uchun esa haroratni oshirmoq kerak (5.3.) reaksiyani ikki pog‘onasi ya’ni olingan ammoniy karbamati eritmasini degitrasiya qilinadi:
NH2COONH4(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(s)-28,5 kj (5.5.)
Bu reaksiya gomogen, qaytar va endotermikdir. Hozirgi vaqtda butun dunyoda karbamidni to‘g‘ridan-to‘gri ammiak va SO2dan sintez qilish usuli keng tarqalgandir. Avvallari karbamidni kalsiy sianamididan kislotali muhitda ham olishgan:
Са СN2(q)+H2O(s)+CO2(g)=CaCO3(q)+H2CN2(s) (5.6.)
H2CN2(s)+H2O(s)=CO(NH2)2(q) (5.7.)
5.3. KARBAMIDNI AMMIAK VA UGLEROD DIOKSIDIDAN SINTEZ QILISH ASOSLARI.
Agarda karbamidni to‘g‘ridan-to‘g‘ri CO2 va ammiakdan sintez qilishni ikkala pog‘onasi, ya’ni (5.4) va (5.5.) reaksiyalar bir minorada bir vaqtda amalga oshiriladigan bo‘lsa, ammoniy karbanati hosil bo‘lish issiqligi, uni degidratlanishidagi endotermik samarasini qoplab, qolgan issiqlik esa hosil bulayotgan umumiy suyuqlikni ma’lum darajada isitishga sarf bo‘ladi. (5.4.)-reaksiya odatda juda tez va deyarli ohirigacha boradi. Ammo (5.5.)-reaksiya juda sekin borib, suyuq holatda ketib, qaytar bo‘lib, karbamidni hosil bo‘lish chikishini oshirish uchun Le-Shatelye prinsipiga muvofiq haroratni oshirmoq kerakdir. Agarda qattiq qizdirilsa, karbamid parchalanib ketishi mumkindir:
2CO(NH2)2=H2N-CO-NH-CO-NH2+NH3 (5.8.)
yoki qaytadan CO2 va ammiakka parchalanadi. (2)-reaksiya natijasida hosil bo‘lgan ammoniy karbamatiga suv bilan ta’sir ettirilsa, ammoniy karbanati hosil bo‘ladi:
NH2COONH4+H2O=(NH4)2CO3 (5.9.)
Ammoniy karbanati suyuq ammiakda ham kam eriydi. Karbamidni sintez qilishda ajralib chiqayotgan suv ammoniy karbanatni erish haroratini pasaytiradi va avtokatalizator sifatida ishlaydi ham. Ammo, suvngi ko‘payib borishi, karbamidni hosil bo‘ltish tezligini kamaytiradi. Shuning uchun, suvni keamaytirmok lozim, ammo bu juda og‘ir masaladir. Karbanat ammoniyni karbamidga 20MPa bosim va 430K haroratda o‘tishi ortiqcha ammiakni oshishi bilan o‘sadi. Ammo, texnik iqtisodiy nuqtai nazardan karbamidni sintezini 460-473K haroratda 18-21MPa bosimda, ammiakni SO2ga bo‘lgan nisbati stexiometrik 2 o‘rniga 4-4,5,ga teng bo‘lganda olib borish kerakdir. Shu sharoitlarda va reaksiyaga kiruvchi moddalar sintez minorasida 50-60 minut bo‘lganda, karbamidni chiqishi 55-65%ni tashkil etarkan.
Reaksiya natijasida chiqadigan issiqlik hisobiga kirishuvchi moddalar harorati sintez minorasida 150oSga ko‘tarilishi ( o‘rtacha har bir % hosil bo‘layotgan karbamidga 2,5oS harorat oshar ekan) mumkin; shuning uchun, sintez minorasida optimal haroratiga erishish uchun reaksiyaga kirishuvchi moddalar 313-53K(+40-+50oS)gacha qizdirilgan bo‘lmog‘i kerak. Shunda umumiy harorat 150oS+50oS=200oS atrofida bo‘ladi.
5.4. KARBAMID SINTEZIGA TA’SIR ETUVCHI TEXNOLOGIK OMILLAR.
Karbamid ishlab chiqarishda H2, N2, CO, Ar kabi inert gazlar to‘planishini oldini olish va ammiak hajmda CO2dan to‘laroq foydalanish uchun qo‘proq uzluksiz tasvirlar (siklik sxemalar) ishlatiladi. Shu nuqtai nazardan, CO2 va ammiakni tozalash katta ahamiyatlidir. Odatda, karbamid olish uchun, CO2 sifatida ekspanzer gazi-CN4 va COni konversiyalab, N2+N2 aralashmasini tozalash jarayonida paydo bo‘luvchi chiqindi gaz-ishlatiladi. Bu gazlar xrom-nikel-molibdendan yasalgan sintez minorasini korroziyalashi mumkin. Shuning uchun ekspanzer gazidan N2S, N2 va SO-larni yo‘qotishning bir necha yo‘llari ma’lumdir. Shulardan biri marganes rudasi qo‘llash taklif etiladi: Bunda 7%gacha bo‘lgan N2, 1%gacha bo‘lgan SO 670-770Kda oksidlanib, N2S esa MnO bilan Mn sulfidi hosil qilar ekan.
Sintez natijasida hosil bo‘lgan karbamid, reaksiyaga kirishmagan SO2 va ammiakdan katta bosimdagi aralashmani drossellab, bosimni kamaytirib, quymani distillash (ajratilishi lozim bo‘lgan aralashmaniqisman bug‘lati, hosil bo‘layotgan bug‘ni kondensasiyalash-suyuqlikni o‘tkazish) usuli qo‘llanadi. Distillyasiya jarayoni 3 pog‘onagacha-bosimni 8;12;0,93 MPa da ushlab, haroratni 493K, 423Kdan 398Kgacha pasaytirib olib boriladi. Quymani distillashdan keyin olingan karbamid keinchalik bug‘latishga (kristallanish), dronalashtirishga va bu hosil bo‘lgan mahsulotni quritishga yuboriladi.
Shunday qilib, karbamidni chiqishi bir qator sharoitlarga bog‘liqdir:
1. Haroratni oshishi (473Kgacha) unchalik ta’sir etmaydi; (5.1.-rasm)
2. Bosimni ta’siri-ma’lumki, karbamid faqat suyuqlik sharoitidagina hosil bo‘larkan, ya’ni ammoniy karbanati erib turgan sharoitida hosil bo‘larkan. U vaqtda ammoniy karbanat bug‘ining to‘yingan eritmasi ustidagi bosimi, harorat oshishi bilan ko‘payishi ma’lumdir.
(5.1.-jadval).
Ammoniy karbamati bug‘i bosimini temperaturaga bog‘liqligi.
t,0 C
|
0
|
35
|
55,6
|
106
|
167
|
197
|
P,mm.simob ust.
|
12,4
|
175
|
684
|
12,64 atm
|
113,4 atm
|
259,9 atm
|
Bu jadvaldan ko‘rinib turibdik, 190oC haroratda karbamid sintezi jarayonini yuqori bosimlarda, hech bo‘lmasa ammoniy karbanati eritmasining ustidagi bug‘ining shu haroratga to‘g‘ri keladigan bosimda olib bormoqlik kerak.
3. NH3:CO2 nisbatini oshishi chiqishni oshishiga olib boradi: optimal NH3:CO2=4:1dir.
4. Karbamid chiqimi jarayonni davomati (ya’ni reaksiyaga kirishuvchi moddalarni minorada bo‘lish vaqti)oshishi bilan oshadi.
|
