بهره برداری اوره

واكنش اول گرما زا و سريع بوده و طي آن آمونياك و دي اكسيد كربن به مايع كربامات آمونيوم (NH2COONH4) تبديل مي شود و دو واكنش دوم كه كند و گرماگير مي باشد ، كربامات آمونيوم به اوره (NH2CONH2) و آب تبديل مي شود . بنابراين در اين واحد لازم است تا شرايط انجام دو واكنش فوق از نظر فشار و دما فراهم آيد .

خوراك واحد اوره شامل آمونياك و دي اكسيد كربن بوده كه از واحد آمونياك تامين مي گردد . آمونیاک مايع توسط پمپهاي مربوطه تا فشار حدود 160 kg/Cm2 و دي اكسيد كربن نيز توسط كمپرسور تا فشار حدود 146kg/Cm2 فشرده مي شوند و سپس اين دو جريان به قسمت سنتز اوره وارد مي گردند . كه اين بخش شامل كليه دستگاههايي است كه در فشار و دماي فوق الذكر عمل ميكند .

در كربامات ساز فشار قوي از مجاورت آمونياك و دي اكسيد كربن در شرايط مطلوب واكنش ، كربامات آمونيوم تشكيل مي گردد . همانطور كه در بالا ذكر گرديد اين واكنش بسيار سريع و گرمازا است و گرماي توليد شده از واكنش ، صرف توليد بخار فشار ضعيف (4.5kg/Cm2) ميشود . اين بخار در قسمتهاي مختلف واحد مورد استفاده قرار مي گيرد .

در راكتور اوره ، كربامات آمونيوم به اوره و آب تبديل مي گردد . مايع خروجي از راكتور شامل اوره ، آب و كربامات آمونيوم مي باشد كه روي لوله هاي استريپر تقسيم مي شود . در لوله هاي استريپر مايع خروجي از راكتور در جهت مخالف با CO2 تماس پيدا كرده و در نتيجه اين تماس بعلت حجم زياد گاز CO2 فشار بخار جزئي آمونياك در گاز كم شده و واكنش تعادلي مذكور به سمت چپ شيفت كرده و سبب تجزيه كربامات آمونيوم مي شود . حرارت لازم جهت تجزيه كربامات آمونيوم از ميعان بخار فشار قوي تامين مي شود .

اوره خارج شده از استريپر به قسمت برگشت مجدد وارد شده و گازهاي خروجي از استريپر به كربامات ساز فشار بالا وارد ميشود. در كربامات ساز فشار بالا قسمتي از گاز خروجي از استريپر كندانس ميگردد . آمونياك و دي اكسيد كربن تبديل شده و تبديل نشده از دو مسير جداگانه به قسمت پايين راكتور اوره وارد شده و همانطور كه قبلاً نيز ذكر شد ، در آنجا كربامات آمونيوم به اوره و آب تبديل مي شود . حجم راكتور به گونه اي طراحي شده كه زمان اقامت كافي براي واكنش تعادلي بوجود مي آورند. حرارت لازم جهت تبديل كربامات آمونيوم به اوره ، از ميعان باقيمانده آمونياك و دي اكسيد كربن به كربامات آمونيوم ، در راكتور تامين مي شود.

مايع خروجي راكتور از مسير ناودان (Down Comer) به استريپر و گازهاي خروجي به اسكرایر فشار بالا وارد مي شود . اسكراپر از يك مبدل حرارتي در پايين و يك بستر آكنده در بالا تشكيل شده است . در بالاي اسكرایر، گاز باقيمانده در بالاي مبدل ،توسط محلول كربامات آمونيوم جذب مي شود . اين محلول از كندانسور كربامات فشار پايين تامين مي شود. در مبدل حرارتي اسكراپر حرارت ناشي از ميعان بوسيله آب در چرخش گرفته مي شود.

گاز خروجي از اسكرایر كه اكثر حجم آن را گازهاي اينرت تشكيل داده و مقدار كمي آمونياك و دي اكسيد كربن نيز همراه دارد به برج جذب فشار متوسط وارد مي شود. برج جذب فشار متوسط از دو بستر آكنده تشكيل شده است. حلال مورد استفاده در قسمت پايين برج جذب، كندانس پروسس و در قسمت بالا آب کندانس سرد شده ميباشد. گاز خروجي از برج جذب فشار متوسط تقريباً هيچگونه آمونياكي به همراه ندارد ، از طريق برج پريل به هوا فرستاده مي شود.

آمونياك و دي اكسيد كربن تبديل نشده بمنظور جداسازي از محلول اوره و كربامات كه از پايين استريپر خارج مي گردد ، به قسمت برگشت مجدد ارسال شده و دوباره به محلول كربامات آمونيوم تبديل مي شود . فشار محلول خروجي از استريپر ضمن عبور از يك شير كنترل به (4.2kg/Cm2) تقليل مي يابد . در نتيجه اين تقليل فشار قسمتي از كربامات آمونيوم تجزيه شده و به گازهاي NH3,CO2 تبديل مي شود .

مايع باقيمانده به برج ركتيفاير وارد مي شود . اين برج از نوع آكنده مي باشد . محلول اوره و كربامات ازپايين برج به مبدل برگشت مجدد وارد مي گردد . در آنجا دماي آن تا 135°C افزايش مي يابد كه اين عمل باعث تجزيه كربامات آمونيوم مي شود . حرارت اين مبدل توسط بخار فشار ضعيف تامين مي شود .

گازهاي جدا شده به برج ركتيفاير وارد شده و در آنجا با محلول اوره – كربامات كه سردتر است برخورد مي كند . اين عمل سبب ميعان بخار آب در گاز مي شود . محلول اوره ته برج ركتيفاير را ترك كرده و به فلاش تانك وارد مي شود و فشار محلول به 0.5kg/Cm2 تقليل مي يابد . اوره خروجي از فلاش تانك كه غلظت آن به به 75% رسيده است به مخزن ذخيره اوره وارد مي شود . گازهاي خروجي از فلاش تانك در كندانسور تبخير كننده مرحله اول به مايع تبديل مي شوند .

گازهاي خروجي از بالاي ركتيفاير به پايين كندانسور كربامات فشار ضعيف وارد شده و در آنجا كاملاً كندانس مي شوند . حرارت ناشي از ميعان توسط آب كولينگ خارج مي شود . محلول كربامات آمونيوم از كندانسور كربامات فشار ضعيف بوسيله پمپ كربامات فشار قوي جهت برگشت به قسمت سنتز به اسكراپر پمپ مي شوند .

محلول اوره از مخزن ذخيره اوره به تبخير كننده مرحله اول پمپ شده كه آنجا در خلا 130°C تا 0.34Kg/cm2 گرم مي شود . در نتيجه جدا شدن آب بصورت بخار از محلول ، اوره با غلظت 95% وزني بدست مي آيد. گاز خروجي در كندانسور تبخير كننده مرحله اول كندانس ميشود. گازهاي كندانس نشده از كندانسور خارج شده و به جذب كننده فشار ضعيف وارد مي شود .

محلول اوره پس از خروج از جداكن تبخير كننده مرحله اول به تبخير كننده مرحله دوم وارد مي شود . فشار نرمال تبخير كننده مرحله دوم حدود 0.034kg/Cm2 مي باشد . در تبخير كننده مرحله دوم قسمتي ديگر از آب محلول ، تبخير شده و محلول اوره تا 98.7% وزني تغليظ مي شود . دماي محلول نيز تا 140°C افزايش مي يابد كه اين دما توسط بخار فشار متوسط در تبخير كننده مرحله دوم كنترل مي شود . خلاء مورد نياز در سيستم تبخير توسط چهار عدد اجكتور تامين مي شود .

كندانسهاي خروجي از كندانسورهاي تبخير كننده مرحله اول ودوم به مخزن آب آمونياكي فرستاده ميشود براي جداسازي آمونياك ، دي اكسيد كربن و اوره موجود در آب جمع آوري شده در مخزن ، اين محلول به دفع كننده اول وارد مي شود . در دفع كننده اول آمونياك ودي اكسيد كربن بوسيله بخارات خروجي از دفع كننده دوم و برج هيدروليز از محلول جدا مي شوند . فشار در برج دفع 2.7 kg/Cm2 ميباشد . مايع خروجي از برج دفع اول به بالاي هيدروليز وارد مي شود . در برج هيدروليز اوره به آمونياك ودي اكسيد كربن تجزيه مي شود . فشار برج هيدروليز 19kg/Cm2 است . حرارت لازم جهت هيدروليز اوره توسط بخار فشار قوي تامين مي شود .

مايع خروجي از برج هيدروليز كه مقدار كمي اوره ، آمونياك و دي اكسيد كربن به همراه دارد به برج دفع دوم وارد مي شود . در اينجا باقيمانده آمونياك ودي اكسيد كربن بوسيله بخار فشار ضعيف جدا مي شوند . كندانس خروجي از برج دفع دوم پس از سرد شدن در مبدل حرارتي و رسيدن به دماي 50°C به خارج از واحد هدايت مي شود . اوره مذاب از تبخير كننده مرحله دوم توسط پمپ به يك مخروط سوراخدار (Prilling Bucket) در بالاي برج دانه بندي (Prill tower) فرستاده مي شود . مخروط مذكور توسط موتور به چرخش در آمده و اوره مذاب به شكل قطره ازآن خارج مي شود . كه اين قطرات ضمن پايين آمدن در داخل برج سرد شده در نتيجه دانه هاي اوره جامد تشكيل مي گردند . جهت تسريع در سرد شدن قطرات اوره و تشكيل كريستال ، دربالاي برج فن هاي مكنده نصب شده كه موجب حركت هوا در طول برج به سمت بالا مي شوند . دانه هاي اوره پس از جمع شدن در كف برج توسط يك جاروب (Scrapper) به مجراي خروجي هدايت مي شوند . دماي اوره در اين مرحله 60°C بوده و بايستي قبل از ارسال به انبار سرد شود. اين عمل توسط يك سيستم خنك كننده ضمن دميدن هوا انجام شده و دماي اوره را به 50°C تقليل مي دهد .

سرانجام اوره به وسيله تسمه نقاله به قسمت انبارهاي ذخيره فرستاده و پس از آن اوره در بخش كيسه زني در كيسه هاي 50 كيلوي بسته بندي شده به بازارعرضه مي گردد.