Синтез карбамида

1  Введение

Карбамид – высококонцентрированное азотное удобрение с содержанием азота 46,6 %. Он обладает большей устойчивостью к выщелачиванию по сравнению с другими азотными удобрениями, т.е. менее подвержен вымыванию из почвы, менее гигроскопичен.

Широкое применение карбамид получил в животноводстве в качестве заменителя естественного белка в кормах крупного рогатого скота. Карбамид, кроме того, широко используется для получения сложных удобрений, удобрений с регулируемым сроком действия, а также является сырьем для производства карбамидных смол, меланина, циануровой кислоты и ее эфиров, цианидов калия и натрия, гидразина, карбамидных лаков, в бумажной промышленности, в фармацевтической промышленности для приготовления успокаивающих (адалин, бромурал), снотворных (веронал, люминал) средств, составов для заживления ран, дезинфицирующих средств, в качестве умягчителя в производстве косметических кремов. В нефтяной промышленности карбамид применяют для депарафинизации масел и моторных топлив с выделением мягкого парафина – сырья для получения белково-витаминных препаратов, жирных спиртов и кислот, моющих средств и т.п.

В настоящее время из всех известных способов получения карбамида промышленное значение получил процесс синтеза карбамида из аммиака и диоксида углерода по способу, разработанному в 1868 г. русским химиком А.И.Базаровым.

Стремительный рост мощностей привел к тому, что в середине 70-х гг. карбамид стал доминирующим видом среди твердых одинарных форм азотных удобрений. В связи с этим одной из характерных черт азотной промышленности в конце 70-х гг. явилось строительство аммиачно-карбамидных комплексов без каких-либо иных цехов переработки аммиака.

2. Технологическая часть

2.1  Методы получения целевого продукта; обзор существующих методов, их сравнение, преимущество и недостатки данного метода.

В настоящее время в мировой практике применяются несколько промышленных систем синтеза карбамида, которые различаются условиями проведения процесса и схемами переработки непрореагировавших аммиака и диоксида углерода. Все эти схемы в зависимости от способов использования NH3 и  CO2  , не вступивших в реакцию образования карбамида, можно разделить на открытые и замкнутые.

По открытым схемам непрореагировавшие аммиак и диоксид углерода не возвращаются в цикл, а используются для производства нитрата, сульфата, бикарбоната аммония, аммиачной воды и других продуктов. Разложение карбамата аммония по открытой схеме может проводиться как:

• без рециркуляции газов;
• с частичной рециркуляцией газов.

В замкнутых схемах осуществляется рециркуляция непревращенных в карбамид аммиака и диоксида углерода, которые возвращают в цикл синтеза. Рециркуляция непрореагировавших газов может быть проведена несколькими способами, которые классифицируются примерно следующим образом:

• жидкостный рецикл NH3 и  CO2  в виде водных растворов аммонийных солей;
• газовый рецикл, основанный на извлечении из газовой фазы одного из ее компонентов и раздельном возврате NH3 и  CO2  в цикл синтеза;
•    рецикл горячих газов (NH3 и  CO2  ).

В связи с непрерывным увеличением выработки карбамида и современной тенденцией к укрупнению технологических агрегатов и к снижению удельных расходов в производстве открытые схемы синтеза  
карбамида без рециркуляции газов становятся все менее рациональными и теряют свое значение. Установки с частичным рециклом эксплуатируются и продолжают строиться во многих странах.

1. Процессы без рециркуляции газов (однопроходные)

Впервые процесс без рецикла был осуществлен в 1922 г. в Оппау (Германия) на установке производительностью 1,2 т/ч. Технологическая схема установки приведена на рисунке 1. [2, стр. 179]

Газообразная двуокись углерода компрессором 2 сжимается до     150 aт, подогревается до 200°С и на медно-никелевом катализаторе освобождается от кислорода. Далее двуокись углерода конденсируется и смешивается со сжатым до 150 aт жидким аммиаком, подаваемым в незначительном избытке против стехиометрического количества с помощью насоса 1. Тепло образования карбамата аммония отводится в реакторе 4. В последнем поддерживается давление 110—130 aт и температура 160°С; при этом на 1 т карбамида получается около 0,8 т пара, который используется в производстве. Реактор 4 изготовлен из освинцованной углеродистой стали (продолжительность его работы составляла ~70 суток — сильная коррозия вследствие наличия кислорода). Охлажденный плав направляется в пять последовательно соединенных освинцованных автоклавов 5, обогреваемых паром. Здесь в течение 2 ч при 160 — 170°С и давлении 100 aт около 50% карбамата аммония превращается в карбамид.

Непрореагировавшие NH3 и С02 выделяются в сепараторе 7 при дросселировании плава до атмосферного давления и далее при нагревании до 80—95°С в перегонной колонне 14. Раствор, поступающий из колонны в сборник 12 и, далее, в систему упарки, содержит 4% NH3, 4% СО2 и 85% карбамида.

Выпарка  (периодическая)  осуществляется в две ступени   при остаточном давлении около 200 мм рт. ст. и температуре в I ступени 97 и во II—120°С. При этом концентрация раствора увеличивается в I ступени от 72 до 80% и во II — до 93%. Для очистки от карбоната свинца упаренный в I ступени раствор обрабатывается костяным углем и фильтруется через фильтр 11. Раствор после II ступени выпарки направляется в сборник 10, обогреваемый теплым (40°С) воздухом. Полученный порошок с влажностью около 3% падает на транспортер и передается в сушильный барабан 13, где подсушивается до содержания влаги 0,7%. Готовый продукт упаковывается в джутовые мешки или бочки. Газы из сепаратора, а также соковый конденсат, образующийся при выпарке, направляются в башню, орошаемую серной кислотой, для получения раствора сульфата аммония.

В дальнейшем этот способ был значительно модернизирован и интенсифицирован путем повышения давления и температуры, применения других коррозионностойких материалов, осуществления ряда конструктивных усовершенствований и т. п.

В СССР по схеме без рецикла работали две установки: на Новомосковском химическом комбинате (до 1959 г.) с переработкой непрореагировавшего аммиака в нитрат аммония и на Чернореченском комбинате (до 1963 г.) с выпуском водного раствора аммонийных солей; позднее эти установки были реконструированы.

Основной недостаток однопроходного процесса — низкая степень использования сырья (30—35% NH3, 45—50% СО2), что вызывает необходимость кооперирования с производством по переработке аммиака в другие продукты. Двуокись углерода при этом не утилизируется, так как потребность в бикарбонате аммония, в который она могла бы быть переработана, относительно невелика.

Рисунок 1. Схема синтеза карбамида без рецикла:

1 — насос для жидкого аммиака; 2 — компрессор для СО2;                 3 — конденсатор;      4 — реактор; 5 — автоклавы; 6 — компрессор для рецикла горячих газов;   7 — сепаратор; 8 — напорный бак;                    9 — выпарной аппарат; 10 — распылительная сушилка; 11 — фильтр; 12 — промежуточный сборник; 13 — сушильный барабан;                14 — перегонная колонна, изготовленная из алюминия.

2. Процессы с частичной  рециркуляцией  газов

 В схемах с частичным рециклом предусмотрена двухступенчатая дистилляция плава, полученного в колонне синтеза. Аммиак, отогнанный из колонны дистилляции первой ступени, освобождается от диоксида углерода в  промывной колонне и затем конденсируется при  30 – 37 °C. Давление в первой ступени дистилляции поддерживается в пределах 16 – 18 атм.  Во второй ступени дистилляции давление близко к атмосферному.

Процесс производства карбамида с частичным рециклом с 1954 г. получил довольно широкое распространение в Советском Союзе. На ряде отечественных предприятий эксплуатируются агрегаты синтеза карбамида мощностью 100 т/сутки. Основой для создания технологических схем производства карбамида  вначале по открытому циклу, затем с частичным рециклом и, наконец, с полным жидкостным рециклом послужили результаты обширных научно-исследовательских работ, проведенных еще в 1935 г. Б.А.Болотовым, В.Р.Леманом совместно с сотрудниками Государственного института высоких давлений (ГИВД), и последующих работ ГИАП, Чернореченского химического завода и Новомосковского химического комбината.

Процесс проводится следующим образом. Диоксид углерода под давлением 200 атм. Поступает в колонну синтеза 1. жидкий аммиак со склада, предварительно очищенный от масла, направляется в приемную емкость, откуда плунжерным насосом подается также в колонну синтеза. Процесс синтеза в колонне протекает при 200 атм., 180 – 190 °C и мольном соотношении NH3 :  CO2  =  3,8 – 4.

Образовавшийся в колонне плав, в состав которого входят карбамид, карбамат аммония, вода и аммиак, дросселируется до давления 16 – 18 атм. и подается в колонну 2 дистилляции первой ступени. Тепло, необходимое для отгонки аммиака и разложения карбамата аммония, подводится из выносного теплообменника 3, обогреваемого паром. Газовая фаза, состоящая из аммиака, диоксида углерода и водяных  паров, поступает в колонну фракционирования 5, где аммиак освобождается от диоксида углерода, поглощаемой аммиачной водой, которая подается на орошение этой колонны.

Очищенный аммиак вместе с инертными газами поступает на конденсацию. Далее сконденсировавшийся аммиак возвращается в цикл, а инертные газы, содержащие некоторое количество NH3, зависящее от парциального давления его паров в условиях конденсации, направляются в цех производства аммиачной селитры.

Жидкая фаза (раствор аммонийных солей) из колонны фракционирования передается на дистилляцию или в колонну синтеза.

Раствор карбамида из колонны 2 дистилляции первой ступени дросселируется  до абсолютного давления 1,5 атм. И поступает в колонну 7 дистилляции второй ступени, где происходит полное разложение карбамата аммония и отгонка аммиака и диоксида углерода. Отсюда газовая смесь направляется в цех аммиачной селитры, 68 – 75%-ный раствор карбамида передается на выпарку.

Упаривание раствора производится в выпарном аппарате пленочного типа под остаточным давлением 300 – 400 мм.рт.ст. и температуре 125 °C. В производстве кристаллического карбамида, предназначенного в основном для технических целей, раствор выпаривается только в одну ступень до концентрации 91 – 93%. Затем раствор поступает в кристаллизаторы шнекового типа, где одновременно происходят кристаллизация и подсушка кристаллов путем продувки воздуха через кристаллизаторы. Из кристаллизаторов выходит продукт с влажностью 0,3%.

Отличие частичного рецикла от однопроходного процесса (без рециркуляции газов) состоит в том, что количество аммиака в отходящих газах в схеме с частичным рециклом составляет около 0,8 т на 1т карбамида, в то время как в однопроходном процессе оно возрастает до 1,4 т  на 1т карбамида.

 Рисунок 2. Технологическая схема  производства карбамида с частичным  рециклом:

1 – колонна синтеза; 2 – колонна дистилляции первой ступени;

3,8,10 – подогреватели; 4 – брызгоотделитель; 5,6 – колонны фракционирования; 7 – колонна дистилляции второй ступени; 9 – сборник растворов карбамида; 11 – центробежные насосы; 12 – конденсатор аммиака;

n – пар; к – конденсат.

2.1.3  Жидкостный рецикл  NH3 и  CO2  в виде водных растворов аммонийных солей

В последнее время схемы с жидкостным рециклом наиболее широко применяются в производстве карбамида. Различные варианты таких схем, в принципе мало отличаются друг от друга, за рубежом были разработаны фирмами «Монтекатини» (Италия), «Тойе-Коацу» (Япония), «Стамикарбон» (Голландия), «Ивента» (Швейцария), «Дюпон» (США).

Схема фирмы «Монтекатини», созданная на основе результатов работ

Фаузера, реализована в виде процесса с полным жидкостным рециклом.

В колонну синтеза 5 под давлением 190—200 ат   подают диоксид углерода, свежий жидкий аммиак  и раствор аммонийных солей. Процесс синтеза карбамида в колонне протекает в мягких, тщательно контролируемых условиях. Степень конверсии СО2 при этом составляет около 68%; коррозии почти не наблюдается.

Полученный в колонне 5 плав, состоящий из карбамида, карбамата аммония, аммиака и воды, дросселируется до давления 20 ат  и направляется в подогреватель 7. Здесь при 150 °C карбамат аммония почти полностью разлагается  на  NH3 и  CO2 . Из подогревателя паро-жидкостная смесь поступает в сепаратор  13  первой ступени, где газовая фаза отделяется от раствора карбамида, и далее направляется в конденсатор  14  первой ступени. Здесь образуется водный раствор карбамата аммония, который насосом  15  подается в колонну синтеза 5.

По выходе из сепаратора 13  раствор карбамида дросселируется до давления 2—5  ат и поступает в подогреватель 17 , затем в сепаратор 19 второй ступени. В этих аппаратах остаток карбамата аммония разлагается на аммиак и диоксид углерода.

Газовая фаза конденсируется и абсорбируется в аппарате 18 с образованием водного раствора аммонийных солей, который перекачивается в конденсатор 14 первой ступени. Здесь этот раствор донасыщается и тоже поступает в колонну синтеза. Таким образом происходит рециркуляция непрореагировавших NH3 и СО2.

Раствор карбамида, освобожденный от аммиака и диоксида углерода, из сепаратора 19 через сборник 20 поступает через фильтрпресс 22 в выпарной аппарат 21. Отсюда плав передается в грануляционную башню 25. Гранулы выгружаются из нижней части башни и транспортером направляются на расфасовку и далее на склад.

Основное отличие схемы «Монтекатини» от других схем с жидкостным рециклом заключается в том, что весь избыточный аммиак конденсируется и совместно с карбаматом в виде водного раствора возвращается в колонну синтеза. Кроме того, для получения более концентрированного раствора аммонийных солей первая ступень конденсации проводится при давлении примерно 20 am.

Рисунок 3. Технологическая   схема  производства  карбамида  по   способу  «Монтекатини»:

1— компрессор; 2,3 — аммиачные насосы; 4, 6, 7, 17 — подогреватели;         5 — колонна синтеза; 8— напорный бак; 9, 16 — центробежные насосы;      10 — сборник; 11, 13, 19, 24 — сепараторы; 12— аппараты для отделения инертных газов; 14, 18 — конденсаторы; 15 — карбаматный насос;                20 — сборник раствора карбамида; 21 — выпарной аппарат;                           22 — фильтрпресс; 23 — промежуточный сборник; 25 — грануляционная башня; 26— транспортер.

Схема фирмы «Тойе-Коацу» показана на рисунке 4. Диоксид углерода компрессором 1, жидкий аммиак насосом 4 и раствор карбамата аммония насосом 8 подаются под давлением 230—250 am в колонну синтеза 5. Синтез карбамида проводится при 230 am и 180—190 °С. Плав из колонны синтеза дросселируется до давления 17 am и поступает в обогреваемый сепаратор 6, в котором при 155—158 °С происходит почти полное разложение карбамата аммония и отгонка аммиака и диоксида углерода. Раствор карбамида из сепаратора 6 дросселируется в сепаратор 9 второй ступени, где под избыточным давлением 1,5—2 am при 135 °С полностью разлагается весь карбамат аммония и отгоняется аммиак и диоксид углерода.

Для окончательного отделения аммиака и диоксида углерода раствор карбамида направляется в газовый сепаратор 12, откуда через холодильник 13 поступает на вакуум-кристаллизацию в аппарат 16. Кристаллы отделяются от раствора на центрифуге 17, затем высушиваются и передаются на склад в качестве товарного продукта, а в случае необходимости получения гранулированного карбамида направляются в плавитель при башне 19. Пройдя фильтр, плав карбамида поступает в стационарные грануляторы башни 19. Гранулы собираются в ее нижней части, охлаждаются в кипящем слое и далее транспортируются па склад.

Маточный раствор из центрифуги возвращается в цикл синтеза через абсорберы 10 и 7.

В этих аппаратах раствор абсорбирует аммиак и диоксид углерода, которые выделились в сепараторах 9 и 6. Концентрированный раствор аммонийных солей из абсорбера 7 перекачивается в колонну синтеза 5. Аммиак, очищенный от СО2 в абсорбере 7, поступает в конденсатор 2, затем в сборник 3, откуда вместе со свежим  жидким аммиаком подается насосом 4 в колонну синтеза. Таким образом осуществляется полный рецикл  NH3 и СО2.

Рисунок 4. Технологическая схема производства карбамида по способу «Тойе-Коацу»:

  1 — компрессор; 2 — конденсатор; 3 — сборник аммиака; 4 — аммиачный насос; 5 — колонна синтеза; 6, 9, 12 — сепараторы; 7, 10 — абсорберы;         8, 11 — карбаматные насосы; 13 — холодильник; 14 — воздуходувка;          15 — центробежные насосы; 16 — вакуум-кристаллизатор; 17 — центрифуга;   18— сушилка ;   19 — грануляционная  башня.

Схема фирмы «Стамикарбон». В отличие от схемы «Монтекатини», в которой весь аммиак возвращается в колонну синтеза в виде раствора аммонийных солей, и от схемы «Тойе-Коацу», где аммиак и диоксид углерода абсорбируются маточным раствором, содержащим до 40% карбамида, по схеме фирмы «Стамикарбон» (рис. 5) непрореагировавшие аммиак и диоксид углерода возвращаются в колонну синтеза в виде водного раствора аммонийных солей, полученных при двухступенчатой дистилляции плава.

Для предотвращения коррозии компрессора 1 диоксид углерода подвергается предварительной осушке до влажности 1 г/м3. С этой же целью в диоксид углерода, подаваемый в колонну синтеза, а также в систему дистилляции добавляется кислород в таком количестве, чтобы в газовой смеси содержалось 0,5—0,7 объемн. % О2.

Осушенный диоксид углерода с примесью кислорода компрессором 1 подается в смеситель 8, в котором поддерживается такое же давление, как в колонне синтеза, т.е. 190—200 am. Жидкий аммиак, поступающий со склада, очищается на фильтре 2 от катализаторной пыли и частично от масла и затем подается в сборник 3, куда поступает также возвратный жидкий аммиак из водяного холодильника-конденсатора 4. Из сборника жидкий аммиак через подогреватель 6 подается в смеситель 8; сюда же перекачивается раствор аммонийных солей из промывной колонны 9.

Аппарат 8 предназначен для предварительного смешения аммиака и диоксида углерода; при температуре 175°С в смесителе начинается частичное образование карбамата аммония и карбамида. Смесь карбамата аммония, аммиака, воды и карбамида поступает из смесителя в колонну 7, где при 190—200 am и 180—190 °C происходит  синтез карбамида.

Плав из колонны синтеза дросселируется до давления 17 —18 am и поступает в колонну ректификации 12, где при 158—163 °С отгоняется избыточный аммиак и разлагается карбамат аммония. Необходимое для этих процессов тепло подводится к раствору из выносного теплообменника 13.

Газовая фаза отделяется от жидкой фазы в сепараторе 14, проходит колонну 12 и, соединившись с газовой фазой, выделяющейся из этой колонны, поступает в промывную колонну 9. Здесь аммиак очищается от диоксида углерода и направляется в аппарат 11, где конденсируется, и затем стекает в сборник 3. Часть жидкого аммиака, полученного в конденсаторе 11, используется для отвода тепла абсорбции из промывной колонны. Для окончательной отмывки от аммиака инертные газы при отсутствии в них горючих примесей из аппарата 11 поступают в скруббер 17, орошаемый конденсатом. При этом в скруббере образуется аммиачная вода, направляемая на орошение колонны 9. При наличии горючих примесей инертные газы из конденсатора направляются, минуя скруббер 17, в цех аммиачной селитры пли утилизируются для других целей.

Раствор по выходе из сепаратора 14 дросселируется до давления 2—3 am и направляется в колонну 16 ректификации второй ступени. Подогрев раствора до 140—142°С производится в выносном подогревателе 18, отделение газовой фазы от жидкой происходит в сепараторе 19.

Через ректификационную колонну 16 газовая фаза поступает в конденсатор 21 второй ступени, где газы конденсируются и абсорбируются водой с образованием раствора аммонийных солей. Раствор через уравнительный сосуд 22 поступает во всасывающую линию карбаматного насоса 20, откуда подается в нижнюю часть промывной колонны 9. Концентрированный раствор аммонийных солей из промывной колонны перекачивается в смеситель 8.

Непоглощенные в конденсаторе 21 аммиак и диоксид углерода направляются в абсорбционно-десорбционную установку (аппараты 29—33). После поглощения и десорбции NH3 и СО2 возвращаются в конденсатор второй ступени.

Раствор карбамида из сепаратора 19 поступает в вакуум-испаритель 23, где концентрация CO(NH2)2 в растворе увеличивается до 74%; далее раствор направляется на кристаллизацию или на выпарку.

При выработке гранулированного карбамида раствор упаривается до концентрации 99,8% CO(NH2)2 в двухступенчатой вакуум-выпарной установке (аппараты 27, 28). Остаточное давление в первой ступени выпарки составляет 300—400 мм рт. ст., во второй ступени 40—15 мм рт. ст. Разрежение в выпарной системе создается паро-эжекционными вакуум-насосами. Плав карбамида из второго аппарата 28 перекачивается в верхнюю часть грануляционной башни. Гранулы выгружаются из башни специальным механизмом и системой транспортных устройств подаются на классификацию. При этом возможно получение двух фракций: кормового карбамида (гранулы размерами 0,2—1 мм) и карбамида для удобрения (гранулы размерами 1—2,4 мм).

Одним из достоинств способа фирмы «Стамикарбон» является высокое качество гранул, которые практически не слеживаются даже при хранении навалом. Это объясняется тем, что перед гранулированием плав содержит 99,7—99,8% карбамида. Гранулы, полученные из такого плава, обладают высокой механической прочностью вследствие небольшой влажности (менее 0,3%).

Рисунок 5. Технологическая схема производства карбамида по способу «Стамикарбон»:

1—компрессор; 2—фильтр; 3,24,32—сборники; 4,30—холодильники; 5,10,20,25 – насосы;  6,13,18 – подогреватели; 7 – колонна синтеза;                  8 – смеситель; 9—промывная колонна; 11,21—конденсаторы;                     12,16 – ректификационные колонны; 14,19,28 – сепараторы; 15 – буферная емкость;  17 – скруббер; 22 – уравнительный сосуд; 23 – вакуум-испаритель; 26 – напорный бак; 27 – выпарные аппараты; 29 – абсорбер; 31 – десорбер;   33 – теплообменник; к – конденсат; п – пар.

Усовершенствование процесса синтеза карбамида.

Фирмой «Стамикарбон» разработан отпарной процесс (стрипинг-процесс) производства карбамида. Синтез проводится при давлении 130—150 am, температуре 170—190°С и соотношении NH3: СО2 — 2,5 : 1. Разложение карбамата аммония происходит в отпарной колонне 2 при давлении, близком к давлению синтеза (рис. 6).

В нижнюю часть отпарной колонны подается диоксид углерода для продувки плава карбамида, при этом карбамат аммония разлагается на NH3 и СО2. Газовая фаза подается газодувкой 3 в конденсатор 4, где происходит конденсация аммиака и диоксида углерода с образованием карбамата аммония, плав которого насосом 5 возвращается в колонну синтеза 1. Тепло, выделяющееся при образовании карбамата аммония, используется для получения пара, который расходуется в выпарной установке.

Раствор карбамида, содержащий до 8% NH3 и 6% СО2, по выходе из отпарной колонны дросселируется до избыточного давления 2—5 am и передается во вторую ступень дистилляции, где окончательно освобождается от карбамата и аммиака. Газовая смесь (NH3, СО2, Н2О) улавливается и снова возвращается в цикл.

Аналогичный процесс разработала фирма СНАМ. По ее варианту в отпарную колонну вместо диоксида углерода подается аммиак.

Японская фирма «Тойе-Коацу» разработала способ рационального кооперирования производств карбамида и аммиака. По этому способу тепло конвертированного газа производства аммиака используется в узлах дистилляции производства карбамида для разложения карбамата аммония   и  отгонки аммиака диоксида углерода. Затем конвертируемый охлажденный газ сжимается до давления синтеза аммиака и подается в специальный скруббер-промыватель для поглощения диоксида углерода водным раствором аммиака или карбамата аммония. Для более полной   абсорбции СО2 температуру верхней части скруббера поддерживают ниже 100 °C, а в нижней части – в интервале 130—180 °C.

Из скруббера высокого давления раствор карбамата аммония подается вместе со свежим жидким аммиаком в колонну синтеза карбамида, а очищенный конвертированный газ поступает на синтез аммиака.

Технологическая схема синтеза карбамида аналогична схеме с жидкостным рециклом за исключением того, что в схеме «Тойе-Коацу» отсутствует углекислотный компрессор, и раствор аммониевых солей предварительно подается в скруббер-промыватель, откуда вместе со свежим аммиаком самотеком направляется в колонну синтеза карбамида. Раствор карбамида после дистилляции поступает на выпарку и перерабатывается  обычным  способом.

Рисунок 6. Схема производства карбамида по стрипинг-процессу  фирмы «Стамикарбон»:

1—колонна синтеза; 2—отпарная колонна; 3—газодувка; 4 – конденсатор;   5 — насос.

Рассмотрев и сопоставив различные методы производства карбамида с рециклом аммонийных солей в виде водных растворов или суспензий, можно отметить следующие тенденции в развитии этого наиболее распространенного процесса:

1. максимально возможное сокращение количества воды в рециркулируемой смеси;
2. уменьшение энергоемкости путем организации рационального теплоиспользования и поддержания оптимальных условий 
   синтеза и дистилляции;
3. повышение   степени   использования   аммиака   как   путем 
   усовершенствования   технологии   улавливания   и   последующей 
   регенерации, так и путем кооперирования с производством других 
   продуктов   (частичный  рецикл).

2.1.4  Газовый рецикл с извлечением  одного компонента   газа и  раздельным возвратом NH3 и СО2 в процесс

Швейцарской фирмой «Инвента» был разработан промышленный процесс газового рецикла, основанный на избирательном поглощении аммиака водным раствором нитрита  аммония и карбамида.

Фирмой «Хемико» (США) разработан и реализован в промышленном масштабе газовый рецикл, основанный на избирательном поглощении двуокиси углерода водным раствором моноэтаноламина. Ниже приведены расходные коэффициенты на 1 т карбамида,  получаемого  по  методу фирмы «Хемико»:

Аммиак, т     .  .  .   .   .   .   .   .  .         0,58          Пар, т   .   .   .   .  .     3,8—40

Двуокись углерода, т  .   .   .   .          0,78          Вода, м3 .   .   .   .   .   .170—200

Электроэнергия, квт·ч     .   .   .         240

Перечисленные схемы газового рецикла уступают по технико-экономическим показателям   схемам с жидкостным рециклом, поэтому газовый рецикл не получил большого  распространения.