100%li mochevina olish uchun qurilmaning unumdorligi,

Dastlabki ma’lumotlar.
100%li mochevina olish uchun qurilmaning unumdorligi, (kg/soat)… 34828Suyuq ammiakning tarkibi, (%):
Ammiak…………………………………………………..…………........99,8
Suv………………………………………………………………………....0,2
Ekspanzer gazining tarkibi, (%):
Uglerod (IV)–oksidi…………………………………….……………….... 97
Boshqa gazlar……………………………………………..…………….......3
Shular bilan birga, (%):
(N₂+H₂) aralashmasi……………………………………….………….…..... 2
Kislorod……………………………………………………..………….... ....1
Jarayonga qaytayotgan ammoniy tuzlarining suvli aralashmasidagi ammiak miqdori, (%)……………………………………………………………...... 40
Sintez kolonnasiga berilayotgan komponentlarning mol nisbati
(NH₃, CO₂, N₂O)…………………………….……………….4,5 : 1,0 : 0,5
Karbomatni karbamidga aylanishi darajasi, (%)…………………..……...65
Mochevinaning yo‘qotilishi, (%):
Distillyasiya vaqtida……………………………………………….………...5
Bug‘lanish vaqtida……………………………………….………..….……..1
(suvsiz nisbatlardan tashqari …………………………….………..….……0,5
Donadorlashda ……………………………………………………...……….1
7% (5+1+1) yo‘qotilishni hisobga olgan holda 34944 kg/soat tayyor mahsulot olish uchun sintez kolonnasida hosil bo‘lgan mochevina, kg/soat:
34828 · 1,07 = 37266
Mochevinaning hosil bo‘lishi quyidagi reaksiya bo‘yicha boradi:
CO₂ + 2NH₃ NH₂COONH₄ + 159,32 kJ
NH₂COONH₄ (NH₂)₂CO + H₂O – 26,27 kJ
Quyidagi reaksiya bo‘yicha 1000 kg mochevinaga sarflanayotgan ammiak va uglerod (IV) - oksidining stexiometrik sarfi, kg:
CO₂ + 2NH₃ → (NH₂)₂CO + H₂O + 133,03 kJ
Ammiak uchun stexiometrik sarfi, kg:
(2 · 17 · 1000)/60 = 566,7
Uglerod (IV) - oksidi uchun stexiometrik sarfi, kg:
(44 · 1000)/60 = 733,3
bu yerda: 17, 60 va 44 - ammiak, mochevina va uglerod (IV) - oksidlarining
molekulyar massasi.
37266 kg/soat mochevina olish uchun sikilga berilayotgan regentlarning miqdori, kg/soat:
Ammiakning miqdori, kg/soat:
37266 · 0,5667 = 21119
Uglerod (IV) - oksidining miqdori, kg/soat:
37266 · 0,7333 = 27327
Reagentlarning amaliy sarfini hisobga olgan holda, ammoniy karbomatni mochevinaga aylanishida ammiak va uglerod (IV) - oksidining mollar nisbati quyidagicha, kg/soat:
mNH3 = 37266 · (17 · 4,5 · 100) / (60 · 65) = 73098
mCO2 37266 · (44 · 1 · 100) / (60 · 65) = 42044
mH2O = 37266 · (18 · 0,5 ·100) / (60 · 65) = 8600
bu yerda: 4,5 : 1 va 0,5 - ammiak, uglerod (IV) - oksidining va suvning mol
miqdorlari; 65 – ammoniy karbomatning mochevinaga aylanish darajasi, (%).
Ammiak, uglerod (IV) - oksidi va suvning ammoniy tuzlari eritmasi bilan siklga qaytarish miqdori.
Ammoniy tuzlaridagi ammiak, uglerod (IV)-oksidining va suvning foizlardagi miqdorini α, β va γ deb belgilaymiz. Boshlang‘ich ma’lumotlarga ko‘ra α=40% ni tashkil qiladi. Shunga asosan ammoniy tuzlari eritmasining tarkibi quyidagicha topiladi:
M_CO2 = 37266 · ( 44 · (1 - ) ) / 60 · + 34828 · 44 · P / 60
bu yerda, - ammoniy karbamatning mochevinaga aylanish darajasi, 0,65;
P – distillyasiya va bug‘latilish jarayonida mochevinani yo‘qotilishi (suvsiz nisbatlardan tashqari 0,05 + 0,01 - 0,005 = 0,055):
m_NH3 = m_СО2 · a / b
m_Н2О = m_СО2 · γ / b
Noma’lum sonlarni o‘rniga qo‘yib, quyidagini hosil qilamiz, kg/soat:

Ammoniy tuzlari eritmasidagi uglerod (IV) – oksidi va suv (aniqlangan) foiz miqdorini quyidagicha aniqlaymiz:
b + γ = 1 - a = 1 - 0,4 = 0,6
γ = 0,6 – b
Ammoniy tuzlari eritmasidagi ammiak va yangi ammiak miqdorini quyidagi tenglamadan aniqlaymiz:
A₁ = m_NH3 – m’_NH3
Qaytgan va yangi ammiak bilan berilayotgan suvning miqdori quyidagi tenglamadan topiladi:
В₁ =(m_NH3–m’_NH3 )·0,002/(1-0,002)=(m_NH3–m_СО2·a/b)·0,002/(1-0,002)
В₁=(73342,08–16173,696·0,4/b)·0,002/(1-0,002)=146,978–12,96·1/b
bu yyerda, 0,002 – ammiakdagi suvning miqdori.
Bundan tashqari qaytgan va yangi ammiak bilan berilayotgan suvning miqdori quyidagicha topiladi:
В₁= m_Н2О – m’_Н2О
Ikkita tenglamalarning yig‘indisi B₁ ga nisbatan quyidagicha:
m_н2о – m_СО2 · γ/ b=146,978–12,96·1/b
Quyidagi tenglamani hisoblab, b ni aniqlaymiz:
8600 – 16120 · (0,6 – b) /b = 146,978–12,96·1/b
b = 0,3930
Shunga ko‘ra, γ quyidagiga teng:
γ = 0,6 – 0,3930 = 0,207
b va γ sonlarini bilgan holda, (2) va (3) tenglamadan ammoniy tuzlari eritmasidagi ammiak va suvning miqdorini aniqlaymiz, kg/soat:
m’_NH3 = 16120 · 0,4/0,3930= 16407
m’_H2O = 16120 · 0,207/0,3930= 8490
Ammoniy tuzlari eritmasi bilan kelayotgan komponentlar miqdori, kg/soat:
16120 +16407 +8490=41017
Ammiakni hisobga olmagan holda, ammoniy tuzlari eritmasi bilan siklga qaytayotgan toza va qaytar ammiak miqdori, kg/soat:
A₁ = 73098-16407= 56591
Siklga kirayotgan toza ammiak va qaytar ammiak tarkibidagi suvning miqdori, kg/soat:
B₁ = 146,978–12,96·1/0,3930 = 114
Sintez kalonnasiga kirayotgan komponentlarning umumiy miqdori, kg/soat:
m_NH3 =73098 m_CO2 = 42044 m_H2O = 8600
Toza uglerod (IV)-oksidining miqdori, kg/soat:
M_CO2 – m’_CO2 = 42044-16120= 25924
Uglerod (IV)-oksidi bilan kirayotgan boshqa gazlarning miqdori (3 hajm %), nm³/soat:
℧_b.g = 25924· (22,4/44) · (3/(100 - 3)) = 408 m_bg = 408 · 0,73 = 297,84
bu yerda, 0,73 – boshqa gazlarning zichligi, kg/m³.
(1) reaksiya tenglamasiga muvofiq, ammoniy karbamatning hosil bo‘lishi, kg/soat:
(m_CO2 · 78/44) = 42044 · 78/44 = 74532,55
bu yerda, 78 va 44 – ammoniy kabomat va uglerod (IV)-oksidining molekulyar
massasi.
Ushbu miqdordagi ammoniy kabomatning hosil bo‘lishi uchun sarflanayotgan ammiakning miqdori, kg/soat:
74532,55· 2 · 17/78 =32488,55
bu yerda, 17 – ammiakning molekulyar massasi.
Reaksiyaga kirishmay qolgan ammiakning miqdori, kg/soat:
73098- 32488,55 = 40639,45
Ammoniy karbomatdan mochevinaning hosil bo‘lishi, kg/soat:
74532,55· (60/78) · (65/100) = 37266,3
Reaksiyaga kirishmay qolgan ammoniy karbomat miqdori, kg/soat:
74532,55· (100 - 65/100) = 26086,4
Reaksiya bo‘yicha ammoniy karbomatdan mochevinaning hosil bo‘lishida ajralib chiqayotgan suvning miqdori, kg/soat:
74532,55· (18/78) · (65/100) = 11180
Sintez kolonnasidagi hosil bo‘lgan jami suvning miqdor, kg/soat:
1180+ 8600 = 19780
Ortiqcha ammiak bilan suvning tasirlashi natijasida hosil bo‘lgan ammoniy gidroksidining miqdori, kg/soat:
19780· 35/18 = 38461
bu yerda, 35 va 18 - ammoniy gidroksidi va suvning molekulyar massalari.
Ammoniy gidroksidni hosil bo‘lishida ammiakning sarfi:kg/soat
38461 - 19780= 18681
Gaz fazasida erkin ammiakning qolishi:
40639,45- 18681 = 21958,45
Olingan natijalarni jadval shakliga keltiramiz.