إنتاج اليوريا [B]صناعة اليوريا
إن المواد الخام لإنتاج اليوريا هي الأمونيا و ثاني أكسيد الكربون ، و هذا الأخير ينتج كمنتج ثانوي من تفاعلات غاز الاصطناع . و عادة توجد في بعض الوحدات الصناعية وحدات اليوريا بجانب وحدات الأمونيا .
يعتمد إنتاج اليوريا على تفاعل ثاني أكسيد الكربون و الأمونيا على مرحلتين :
- في المرحلة الأولى : يتشكل كربامات الأمونيا وفق التفاعل التالي :
CO2 + 2NH3 Û NH2COONH4
كربامات الأمونيوم
إن التفاعل ناشر للحرارة و بناء ً عليه فإنه ينزاح نحو اليمين أي – باتجاه تشكل كربامات الأمونيوم – عند ضغوط مرتفعة و درجات حرارة منخفضة و كمية زائدة من الأمونيا . و عادة تتراوح درجة التفاعل ما بين 170 – 190م ° و الضغط يكون حوالي 150 جو ، و النسبة الجزيئية للأمونيا إلى ثاني أكسيد الكربون تكون حوالي 3 : 1 .
- و في المرحلة الثانية :
يتم تفكك الكربامات إلى يوريا و ماء عند درجة حرارة حوالي 200 ° م وفق التفاعل التالي :
إن تفاعل التفكك في هذه المرحلة ماص للحرارة و غير كامل . لذا يفضل أن يجري عند درجات الحرارة المرتفعة .
في وحدات تصنيع اليوريا . التآكل هو واحد من أغلب المشاكل الأكثر خطورة – خاصة مع أبراج التفاعل و أبراج التفكك و مضخات إعادة التدوير و أنابيب التوصيل التي تكون على تماس مع محلول كربامات الأمونيوم الساخن و المسبب للتآكل .
ذكرنا أعلاه بأن تفاعل تفكك الكربامات غير كامل . و بالتالي إذا لم يكن هناك وسائل خيارية للتخلص من الكربامات غير المتفاعلة ، فإن تفككها إلى أمونيا و ثاني أكسيد الكربون لإعادة دورانهم يكوّن شحنة أساسية للعملية . و يمكن تقسيم وحدات تصنيع اليوريا إلى نوعين ( أ ) وحدة تصنيع بدون إعادة تدوير ( Oncethrough ) ، ( ب ) وحدة تصنيع مع إعادة تدوير كلي ( Total recycle ) و تتم العملية صناعيا ً في الطور السائل بضغط CO2 النقي المستعاد من صناعة غاز الاصطناع إلى 100 – 400 جو و ذلك بحسب تصميم الطريقة ، و يضغط مزيجا ً من الأمونيا الجديدة و الدوارة إلى نفس الضغط أي 27 جو . و تشحن المادتان المتفاعلتان إلى برج تفاعل ذي ضغط عالي . إن تشكل اليوريا تفاعل ناشر للحرارة و تفاعل تشكل الكربامات ماص للحرارة و لكن ، عموما ً يجب إزالة الحرارة من برج التفاعل ، و هذا يمكن أن يتم بواسطة وشائع تبريد و لكن بعض تصاميم الوحدات تتجنب ذلك بواسطة إعادة تدوير كربامات الأمونيوم من المرحلة الأخيرة .
يتكون تيار النواتج الخارج من المفاعل من يوريا و كربامات الأمونيوم غير المتفككة و الأمونيا الزائدة و هذه الأخيرة تكثف و يعاد تدويرها إلى المفاعل . و المحلول المتبقي يحتوي بشكل رئيسي على اليوريا و كربامات الأمونيوم .
- في طرق إعادة التدوير :
يركز المحلول بواسطة التبخير لاستعادة أغلب اليوريا و السائل المتبقي و الذي مازال يحتوي على اليوريا مع كربامات غير متفككة يستخدم عندئذ لإنتاج أسمدة سائلة .
- في طرق إعادة التدوير الكلي :
فالمحلول المتبقي بعد طرد الأمونيا الزائدة يسخن لتفكيك الكربامات إلى أمونيا و CO2 . إن الغازات الناتجة عن التفكك و الخارجة من برج التفكك يمكن إعادة امتصاصها في محلول أمونيا مائي لتشكل كربامات الأمونيوم التي يعاد تدويرها إلى المفاعل .
إن محلول اليوريا يمكن تركيزه أكثر و تستعاد اليوريا بواسطة البلورة أو عندما تكون اليوريا مطلوبة كسماد . يمكن تبخيره إلى نقاوة تصل إلى أعلى من 95 % و عندئذ يرش من قسم علوي من برج و يسقط إلى الأسفل بعكس تيار مرتفع من هواء بارد . المنتج الناتج يكون بشكل حبيبات كروية صغيرة فيجفف و يعبأ و يجهز للاستعمال .
و الشكل التالي يبين مخططا ً لإنتاج اليوريا من الامونيا أو CO2
يستخدم اليوريا كسماد صلب هام حيث يحتوي على حوالي 45 % نتروجين و يستخدم حوالي 75 % من إنتاج اليوريا كسماد و 10 % في علف حيوانات و 15 % في صناعة مواد لاصقة و بلاستيكات و راتنجات مثل راتنجات اليوريا – فورم ألدهيد ، و كمادة أساسية في صناعة الميلامين .
منقول للافادة
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)