Спосіб одержання кристалічного карбаміда

Изобретение относится к производству минеральных удобрений, а именно к способу получения кристаллического карбамида, который обеспечивает его эффективное экологически чистое использование в сельском хозяйстве, химической промышленности и т.п. В настоящее время карбамид широко применяют в виде кристаллического или гранулированного продукта. Известен способ получения гранулированного карбамида, наиболее близкий по решению технической задачи [1]. Он заключается в подаче водного раствора карбамида в зону кристаллизации, где поверхность раствора обрабатывают инертным по отношению к карбамиду газом при температуре, не допускающей образование биурета, для получения перенасыщенного раствора, кристаллизации карбамида и последующего отделения кристаллов карбамида от раствора. Кристаллы карбамида в известном способе получают из подогреваемого, насыщенного 70 92мас.% водного карбамида на подогреваемой липкой поверхности вращающегося барабана. Температуру поверхности барабана поддерживают на уровне не менее 79°C, но ниже точки плавления кристаллов карбамида. Перенасыщенный раствор карбамида получают в поверхностном слое раствора путем выпаривания. Таким образом, в известном способе создают условия для кристаллизации карбамида на поверхности раствора. Отделение кристаллов карбамида осуществляют механическим способом, срезая ракельным ножом кристаллы карбамида, налипшие на поверхность барабана, расположенного над ванной таким образом, что он, вращаясь, захватывает кристаллы с поверхности раствора. Недостатком известного способа получения карбамида являются экологически вредное производство за счет значительного пылесодержания готового кристаллического продукта, а также невысокую производительность, обусловленную получением кристаллов только на поверхности раствора. Кроме того, при хранении готового продукта возникают большие потери за счет окаменения (слеживаемости), делающегопродукт практически непригодным к употреблению или требующего значительных затрат труда на подготовку к их использованию. Для экологически чистого производства кристаллического карбамида, повышения его производительности, а также сокращения потерь готового продукта а новом способе, включающем стадию разделения продуктов синтеза карбамида на основе диоксида углерода и аммиака путем кристаллизации раствора до температуры перенасыщения с одновременным барботированием инертного по отношении) к карбамиду газа, например, диоксида углерода, и последующем выведении кристаллов карбамида, кристаллизацию карбамида из концентрированного водного раствора проводят во всем, объеме пересыщенного раствора, а выведение кристаллов карбамид осуществляют фильтрацией или, после чего, кристаллы карбамида дополнительно отжимают до получения компактной массы, которую затем фильтруют и высушивают. Сущность изобретения поясняемся чертежом, на котором представлен технологическая схема процесса получения карбамида с выделением в ней узла кристаллизации и отделения кристаллов карбамида. Способ получения кристаллического карбамида из концентрированного водного раствора основан на синтезе карбамида, после которого раствор карбамида концентрацией порядка 70 - 92мас.% с температурой в диапазоне 70 - 90°C подается в зону кристаллизации. Этап кристаллизации существенно отличается от известных способов получения карбамида тем, что она проводится во всем объеме раствора. В известных способах (в частности, в прототипе) кристаллизация при получении карбамида осуществляется на поверхности раствора. В известных производственных процессах кристаллизацию проводят локальную и кристаллы карбамида получают, как правило, лишь вблизи радиаторов. Это связано с тем, что выделение кристаллов осуществляется центрифугированием. В новом способе кристаллизацию проводят во всем объеме раствора карбамида 1 (см. чертеж) путем внешнего 2 и внутреннего 3 охлаждения одновременно, причем роль внутреннего охлаждения выполняет инертный газ-барботер. Выделение кристаллов в новом способе осуществляется на сите 4 после подачи перенасыщенного раствора из зоны кристаллизации. На сите задерживается готовый к употреблению продукт - кристаллы карбамида, а маточный (отделившийся) раствор возвращается в цикл производства (на фиг. показано стрелкой 5). Кристаллизацию в объеме целесообразно осуществлять путем внешнего охлаждения и барботирования объема раствора инертным газом (внутреннее охлаждение), поскольку в таких условиях водный раствор кабамида переходит в состояние пересыщенного раствора по всему объему, что в неравновесных условиях приводит к массовой кристаллизации карбамида. При этом за счет очистки поверхности образующихся кристаллов газом - барботером создаются условия для сцепления кристаллов на последующих стадиях процесса. В качестве инертного газа с наибольшим аффектом может быть использован CO2 или его смесь с азотом, кислородом или воздухом. Инертный газ способствует также отгонке растворенного в зоне кристаллизации аммиака, что с учетом относительно низких температур улучшает экологичность всего процесса получения карбамида. Такой способ решения кристаллизации и фильтрации позволяет получать экологически чистый карбамид с низкой себестоимостью и с существенным уменьшением потерь по сравнению с известными способами: а условиях производства себестоимость кристаллического карбамида уменьшилась на 20%, кроме того, снизилась себестоимость погрузочноразгрузочных работ не менее чем на 10% за счет исключения специализированного транспорта и снижения в целом транспортных потерь, поскольку предусмотрены отжим до получения компактной массы, ее формование и высушивание. Кристаллизация карбамида в объеме перенасыщенного раствора, получение компактной кристаллической массы, а также помещение этой массы в форму и последующим снижением содержания, влаги - это совокупность операций, которые позволяют получить карбамид в виде монолитного блока с пористой структурой желаемой формы и размеров. Кристаллический карбамид, полученный таким образом, удобно транспортировать и хранить в виде блока. Такой продукт не подвержен истиранию и пылению, не требует применения антислеживателей. Проблемы гигроскопичности легко решается с помощью известной влагостойкой упаковки известными способами для изделий, имеющих размеры значительно больше размеров кристаллов и отличающих их этим от кристаллических и гранулированных продуктов. Отсутствие истирания, пыления при соответствующей упаковке, а также отсутствие технологических операций при относительно высоких температурах, выпарка, плавление крабамида и т.п. решают экологические проблемы получения, транспортировки и использования карбамида. Отжим отфильтрованный массы до заданного содержания влаги создает начальные условия для формирования компактной кристаллической массы в монолитный блок, а последующая сушка обеспечивает получение монолитного блока такой механической прочностью обеспечивающей возможность его перегрузки, транспортировки и хранения без разрушения, а также технологичность при использовании (легкая растворимость в воде), а, следовательно, не создает экологических проблем при вышеуказанных операциях. Изобретение может найти широкое применение как а производстве карбамида, так и в его потреблении.