ChSTU repository

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
КАФЕДРА ХІМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ВОДООЧИЩЕННЯ 
 
Реєстраційний №________ На правах рукопису 
УДК _____________ 
 
«Допущено до захисту» 
Завідувач  кафедри ХТВ ЧДТУ 
___________________________ 
                                                       «___»   ______________2021р. 
 
 
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА БАКАЛАВРА 
на тему 
Технологічна схема та апаратурне оформлення виробництва 
карбаміду. Стадія синтезу. 
 
за спеціальністю 161 «Хімічні технології та інженерія» 
 
 
 
Науковий керівник: Виконав здобувач вищої освіти: 
Тетяна КЛИМЕНКО 4 курсу 
_____________________________ Артемій  ЗАВАЛЬНЮК  
_______________________________
__ 
 
 
 
 
 
 
 
 
2021 
ВСТУП 
 
Сечовина - безбарвний кристал, легко розчинний у воді, спирті, рідкому 
аміаку, диоксиді сірки. Температура плавлення 132,7 ° C, щільність 1,33  - 103 
кг / м3. 
Сечовина при нормальних умовах пожежо- та вибухобезпечна, 
нетоксична. Сечовина фасується в клапанні паперові і полімерні мішки згідно 
нормативно-технічної документації. Наливати наливом в залізничні вагони 
типу «хопер», мінераловози, а також в спеціалізовані металеві контейнери. Для 
роздрібної торгівлі товар упаковується в поліетиленові пакети масою не 
більше 3 кг. Зберігати в закритих сухих складських приміщеннях. Ємності з 
сечовиною і транспортні мішки дозволяється зберігати на відкритих 
майданчиках. 
Транспортується в упакованому вигляді і наливом усіма видами критого 
транспорту, крім повітряного. 
Існує карбамід двох марок: А - для використання в хімічній 
промисловості і тваринництві, Б - для використання в сільському господарстві. 
Чиста сечовина містить 46,6% азоту в амідній формі (в перерахунку на аміак 
56,7%). 
Сечовина широко використовується в сільському господарстві. Сечовина 
- азотне добриво, яке містить азот в амідній формі (з групами NH2). У 
порівнянні з іншими твердими азотними добривами сечовина містить 
найбільшу кількість азоту, що багато в чому визначає економічну доцільність 
її використання в сільському господарстві як добриво. 
За своїми фізико-хімічними властивостями сечовина має ряд переваг в 
порівнянні з нітратом амонію, широко використовуваним в якості добрива: він 
не вибухобезпечна, менш гігроскопічний і не так сильно агломеруються. 
Україна традиційно є одним з експортерів азотних добрив і аміаку, 
поставляючи свою продукцію в 70 країн світу. Основні експортні товари - 
карбамід і аміачна селітра - складають більше 90% від загальної кількості 
азотних добрив. Щомісяця наша країна експортує в середньому 250-270 тисяч 
тонн карбаміду і 85-130 тисяч тон аміачної селітри. З точки зору виробництва 
як в світі, так і в 
В Україні перше місце серед азотних добрив займає карбамід. Сумарна 
потужність українських підприємств з виробництва карбаміду становить 3360 
тис. тон (в натуральному вираженні) або 1552,2 тис. тонн в перерахунку на 
100% азот. У структурі експорту мінеральних добрив в 2017 році його частка 
склала 48%. Сечовина застосовується у вигляді гранул, а також у вигляді 70% -
ного водного розчину, який вноситься безпосередньо в грунт. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ОБРАНОГО СПОСОБУ 
ВИРОБНИЦТВА І ТЕХНОЛОГІЇ 
 
1.1 Огляд діючих промислових методів виробництва та обґрунтування 
вибору методу проектування виробництва 
 
Єдина відмінність в методах синтезу сечовини - це способи рециркуляції 
непрореагировавших газів: рідка рециркуляція суспензії карбамат амонію в 
маслі, поділ дистиляційних газів на основі селективної абсорбції (Chemico 
systems); рециклинг рідини у вигляді водного розчину солей амонію (системи 
фірм «Стамікарбон», «Монтекатіні», «Те-Коацу»). Техніко-економічні 
показники агрегатів і систем синтезу карбаміду при різних способах 
виробництва представлені в таблицях 1.1 і 1.2. 
Характерними особливостями процесу є те, що метод перегонки, що 
характеризується значним виділенням NH3 і CO2 з розплаву під тиском синтезу 
тільки за рахунок інтенсивного нагріву розплаву, неприйнятний, так як 
необхідна висока температура неминуче призведе до неприйнятних стороніх 
ефектів: частковий гідроліз сечовини, утворення біурету, корозія. Однак, якщо 
плав нагрівають при тиску синтезу в присутності одного з вихідних реагентів 
(NH3 або CO2), ефективна відгонка розплаву може бути проведена при 
відносно низьких температурах. 
Зверніть увагу на деякі нові елементи оформлення стрипінг - процесу 
Стамікарбон. Гази з дистилятора конденсуються в присутності свіжого NH3 і 
розбавляють RVAS з дистилляционной установки низького тиску (після його 
попереднього використання для промивання потоку інертних газів, що 
виходять з реактора). Ці два потоки потрапляють в конденсатор через ежектор, 
де енергетичним середовищем є рідкий NH3. 
Після видалення двох пластин в нижній частині реактора відбирають 
частину реакційної суміші і додають її до розбавленому RVAS перед 
зазначеним ежектором. 
Таблиця 1.1 - Техніко-економічні показники роботи агрегатів синтезу 
карбаміду при різних способах виробництва 
 
Рідинний 
Звичайний «Відпарний» 
термопроцес рецикл 
 рідинний процес 
«Хеміко» фірми Тое-
рецикл «Стамікарбон» 
Коацу 
1 2 3 4 5 
180 тис. 360 тис. 
Потужність 180 тис. т/рік в 540 тис. т/рік 
т/рік в 2-х т/рік в 2-х 
виробництва 2-х агрегатах в 1 агрегаті 
агрегатах агрегатах 
Статті витрат:     
Аміак, т 0,58 0,58 0,58 0,58 
СО2, т 0,75 0,75 0,75 0,79 
Мішки 22 22 22 22 
Електроенергія, 
0,158 0,15 0,25 0,202 
кВт∙год 
Пара, Мкал 1,88 0,6 −− 1,2 
Вода (оборотна), 
0,239 0,1 −− 0,14 
тис. м3 
     
Конденсат. м3 1,85 0,6 −− 1,35 
 
Важлива особливість стрипінг – процесу - наявність надлишкової пари 
низького тиску. Кількість пари, що відводиться на сторону, залежить від 
місцевих умов. Слід лише підкреслити, що використання пари низького тиску 
на компрумування СО2 дає значну економію витрат електроенергії. 
 
 
Таблиця 1.2 − Техніко-економічні показники систем синтезу карбаміду 
Показники Хеміко Стамікарбон Тое- Вітчизняний Рідинний 
Коацу газовий рецикл 
рецикл 
Потужність 
агрегату, −− 250 250 100 250 
т/добу 
NH3:CO2:H2O 6:1:0 5:1:0,5 4,5:1:0,5 4,5:1 5:1:1 
Тиск, ат 177 200 300 200 200 
Температура, 
175 200 190 200 200 
оС 
Ступінь 
перетворення 76 65 67 47 65 
СО2 
Питомі 
витрати, т/т      
карбаміду: 
аміак 0,58 0,58 0,58 0,58 0,57 
СО2 0,77 0,77 0,77 0,75 0,75 
електроенергія, 
188 150 190 260 150 
кВт∙год 
 
Аналіз наведених даних показує, що всі системи, в яких 
використовується повний рецикл рідини у вигляді водного розчину солей 
амонію, мають значні переваги перед іншими. Однак всі вони недостатньо 
енергоефективні, оскільки розкладання не прореагованого карбамату амонію 
вимагає значних витрат теплової енергії. Подальше поглинання продуктів 
розкладання з утворенням РВАС супроводжується виділенням тепла. Його 
використання ускладнене через низький температурнй потенціал (не більше 
400 К). Створення дуже потужних систем виробництва карбаміду призвело до 
прагнення підвищити ефективність технологічного процесу за рахунок 
зниження енерговитрат і підвищення надійності устаткування [13]. 
Інтерес представляють процеси використання тепла, що виділяються при 
утворенні карбамату амонію на першій стадії дистиляції, для часткового 
відгону непрореагованих компонентів на другій стадії. Процес відгону 
дозволяє значно утилізувати втрати енергії, по крайній мірі, у вигляді пари 
низького тиску. Тому розглянимо енергетичні переваги стрипінг - процесу 
Snaprojetti і Стамікарбон. 
 Як показало порівняння теплових балансів установок синтезу сечовини за 
звичайною схемою з рециркуляцією рідини і методом відгону Стамікарбон, 
останній має енергетичні переваги. 
З урахуванням тепловмісту початкових і кінцевих продуктів реакції 
синтезу сечовини сумарний тепловий ефект всього процесу позитивний і 
становить 837,36 кДж / кг CO (NH2) 2 при початкових температурах аміаку і 
СО2 відповідно 313 і 373 К. Надмірне тепло відповідає Тепломісткість -400 кг 
пара на 1 тонну сечовини або охолоджуючої здатності 13 м3 води (ΔT = 15 ° 
C). 
Відомо, що на практиці потрібна велика кількість пари (1000-1500 кг на 1 
тону сечовини), що викликає відповідне збільшення витрат охолоджуючої 
води. Це пов'язано з тим, що неповна конверсія вимагає виділення 
непрореагованих речовин з розплаву синтезу сечовини. Відгонка розплаву під 
тиском синтезу тільки за рахунок нагріву неможлива, тому в звичайних 
процесах використовують ступеневе зниження тиску. Дистиляційні гази, що 
виділяються на цих стадіях, потім піддаються абсорбції і конденсації з 
використанням водних абсорбентів, і концентрований розчин карбамату 
амонію, утворений в результаті цих процесів, подається назад в зону синтезу 
сечовини. 
 
 
Цей процес вимагає багато пари з наступних причин: 
а) весь карбонат амонію, що неперетворився в сечовину, повинен бути 
повторно перетворений в газоподібний стан, що вимагає витрати тепла 
близько 1,5 МДж / кг карбамату; 
б) рециркуляція води з розчином карбамату знижує ступінь перетворення і 
збільшує кількість реціркуліруемого карбамат. 
У Таблиці 1.3 порівнюється споживання тепла в звичайному процесі і в 
процесі очистки «Stamicarbon». Для простоти передбачається відсутність 
внутрішнього теплообміну, наприклад, зі свіжим аміаком. 
У нормальному процесі при Tc = 463 K, Pc = 20 МПа, L = 4 - 0,5, x = 68% 
загальні витрати тепла еквівалентні приблизно 1,5 т пара / т сечовини. 
Звичайно, це тепло знову виділяється в процесі конденсації газу, але через 
відносно низький тиск він знаходиться на відповідно низькому рівні 
температури, і тому його необхідно видаляти за допомогою охолоджуючої 
води. 
Були спроби економії теплоти  двома способами. 
1. Прямий теплообмін між сумішшю аміаку і конденсованого СО2 при 1,77 
МПа і синтезованим розплавом на II стадії відгону (0,29 МПа) або розчином 
сечовини на I стадії концентрування. Однак таким чином можна 
використовувати тільки частину тепла. 
2. Підвищення тиску на першій стадії перегонки до такого рівня, при 
якому повторна конденсація виділяються газів відбувається при набагато 
більш високій температурі. Відповідно, це тепло можна використовувати для 
виробництва пари низького тиску, необхідного в різних частинах установки. 
Одним з перших і найбільш поширених методів, які використовують цю 
техніку, є стриппінг-процес «Стамікарбон». 
По стриппінг-процесу в карбаматному конденсаторі високого тиску 
одержують пару з тиском 0,35 МПа в кількості, достатній для покриття 
потреби в установці в парі низького тиску (див. Таблицю 1.3). Тепло, 
необхідне для дистилятора, має подаватися з парою 2,0-2,5 МПа. 
Таблиця 1.3 − Витрати тепла в звичайному і стриппінг-процесі отримання 
карбаміду (в кДж/кг карбаміду) 
 
Звичайний рідинний Стриппінг 
Стаття витрат 
рецикл процес 
1 2 3 
Подача тепла у вузол високого 
тиску (стадія синтезу і 418,68 1695,65 
стриппінг-дистиляції) 
Тепло. яке утилізуєть у вузлі 
−− 1842,19 
ВТ 
Витрати тепла на ступені 
1444,44 −− 
дистиляції при 1,8 МПа 
Витрати тепла на ступені 
242,83 293,08 
дистиляції при 0,3 МПа 
Витрати тепла у вузлі кінцевої 
942,03 900,16 
переробки розчину карбаміду 
Затрати тепла у вузлі десорбції 62,80 62,80 
Потреби в теплі:   
пар ВТ −− 1695,65 
пар СТ і НТ 3110,08 −− 
Надлишок пари НТ −− 586,15 
 
Важливою особливістю стрипінг-процесу є наявність надлишкової пари 
низького тиску. Кількість виробленого пара залежить від місцевих умов. Слід 
також підкреслити, що використання пари низького тиску для стиснення СО2 
забезпечує значну економію витрат на електроенергію. 
Нижче наведені фактори витрат на отримання сечовини шляхом стриппінг 
процесу Стамікарбон. 
Таблиця 1.4 – Витратні коефіцієнти (з запасом 5%) на 1 т гранульованого 
карбаміду, який містить 0,25 мас. % біурету. 
 
Коефіцієнт для процесів Стамікарбон з повним 
Статті витрат рециклом 
Звичайний процес Стриппінг-процес 
Електроенергія, кВт∙год 140 120 
Пар при 2,5 МПа, т −− 1,05 
Пар при 1,2 МПа, т 1,5 −− 
Пар при 0,3 МПа, т −− 0,35 
Охолоджуюча вода при 
100 55 
25 оС, м3 
 
Процес дистиляції на рівні низького тиску здійснюють в системі 
ректифікаційна колонна - рециркуляційний нагрівач за відсутності сепаратора. 
 
 
 
1, 11, 14 - сепаратори; 2 - компресор; 3, 13, 16, 18, 20, 21, 24 - насоси:              
4 - дистиллятор; 5, 7 - конденсатори високого тиску; 6 - реактор; 8 - 
дросельний клапан; 9 - колона ректифікації; 10 - підігрівач; 12 - кондсисатор 
низького тиску; 15, 17 - ємкості; 19 - скрубер; 22 - теплообмінник; 23 - 
десорбер. 
 
Рисунок 1.1 -  Схема стрипінг - процесу по методу «Стамікарбону. 
 
У схемах Снам Проджетті споживання енергії зведено до мінімуму через 
високий ступінь рекуперації тепла при розкладанні карбамат амонію, що 
міститься в плавці. Це тепло утилізується у вигляді пари і використовується на 
стадіях обробки розплаву при низькому тиску. 
На вдосконалених установках компанії «Снам Проджетті» з 
автостріппінгом економія інвестицій склала близько 11%, а час установки 
скоротилося на 45 днів. Економія досягається за рахунок виключення 
обладнання для перекачування і випарювання аміаку, яке раніше поставлялося 
як спеціальний десорбується агент, зменшення розмірів обладнання в ланцюзі 
синтезу, зменшення довжини комунікацій, зниження вартості монтажних 
робіт. 
Розглянемо стрипінг - процес «Снам Проджетті». 
За цією схемою карбонат амонію в потоці NH3 розкладається під тиском 
14 МПа і 433-473 К. Реакцію синтезу сечовини рекомендується проводити при 
тиску 20-25 МПа або 14 МПа. Характерною особливістю цієї схеми є те, що 
розплавлений синтез після реактора проходить через сепаратор, де частково 
виділяється некондиційний NH3. Останній з невеликою добавкою свіжого NH3 
використовується в якості відгону в дистиляторі високого тиску [1]. 
 
 
1 - реактор; 2 - ємність; 3 - дистилятор: 4 - конденсатор; 5 - випарник,    6 
- абсорбер; 7 - скрубер для вловлювання  NH3, з газів, що відходять. 
 
Рисунок 1.2 -  Схема стрипінг - процесу виробництва карбаміду по методу 
«Снам Проджетті». 
 
Відзначимо дві особливості ще однієї модифікації технологічної схеми. 
Після стиснення СО2 до тиску синтезу велика частина його подається 
безпосередньо в реактор, а невелика кількість змішується з потоком газів 
перегонки під високим тиском перед конденсатором карбамат. Це пов'язано з 
тим, що теплота освіти карбамат амонію з усього свіжого СО2 є надлишкової в 
порівнянні з теплотою, необхідної в реакторі. Конденсація суміші частини 
свіжого СО2 і дистиляційних газів здійснюється в двох послідовно 
встановлених конденсаторах карбамату [1]. 
Виходячи з вищевикладеного, найбільш економічно і технічно 
здійсненним схемою синтезу сечовини є схема з повною рідинної 
рециркуляцією процесу відгону, тому я вибрав її. 
 
Таблиця 1.5  − Динаміка експорту карбаміду та його вартості за період 
2010-2017 рр. 
Кількість, Вартість млн. Середня 
Роки 
тис. т дол. ціна, дол./т 
2010 2662,5 385,5 144,8 
2011 2543,2 284,8 112,0 
2012 1988,3 163,0 82,0 
2013 2707,5 181,4 67,0 
2014 3105,9 291,9 94,0 
2015 3008,6 280,1 93,1 
2016 3075,6 289,5 94,1 
2017 3237,0 437,0 135,0 
2017 рік у % % 
121,6 113,4 93,2 
до 2010 року 
2017 рік у % % 
104,2 149,7 143,6 
до 2014 року 
               
 Основними виробниками карбаміду в Україні є: Черкаський ВАТ «Азот», 
ВАТ «Одеський припортовий завод», «Стирол», ВАТ «Дніпроазот», ЗАТ 
Північно донецьке об´єднання  «Азот» [2].  
 
 
 
 
 
 
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИЙНЯТОГО МЕТОДУ ВИРОБНИЦТВА. ХІМІЗМ 
ТА ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ І ОБГРУНТУВАННЯ НОРМ ТЕХНОЛОГІЧНИХ 
РЕЖИМІВ 
 
Виробництво карбаміду полягає у взаємодії NH3 і СО2 при 150 - 220 °С, 7 
- 100 МПа, в дистиляції продуктів синтезу (плава) і в переробці отримуваних 
розчинів в готовий продукт. При синтезі карбаміду протікають наступні 
основні оборотні реакції: спочатку виходить карбамат амонію.  
 
                    2NH3 (г) + СО2 (г)  ↔ NH2COONH4 (р) + 125,6 кДж                (2.1) 
 
який потім відщеплює воду і перетворюється на карбамід: 
 
                 NH2COONH4 (р) ↔    NH2CONH2 (р)+ Н2О (р) - 15,5 кДж        (2.2) 
 
Процес протікає з утворенням двох фаз: газоподібна (NH3, СО2, Н2О) і 
рідка, така, що складається з розплавлених і розчинених компонентів (аміаку, 
карбамата амонія, карбаміду, вуглеамонійних солей) і води. Карбамід 
утворюється переважно у рідкій фазі, тобто з розплавленого карбамату амонія. 
Твердий карбамат амонію при нагріванні відщеплює воду дуже повільно. На 
рисунку 2.1 приведена діаграма стану системи карбамід - карбамат амонію - 
аміак. На ній обмежено три поля кристалізації - CO(NH2)2, CO(NH2)2·NH3 і 
NH2COONH4 - і область розшарування, в якій система складається з двох 
трикомпонентних рідин, що не змішуються; точки складів цих рідин 
знаходяться на перетинах відповідної ізотерми з кривою, що обмежує область 
розшарування [14]. 
 
 
Рисунок 2.1 – Діаграма стану системи карбамід — карбамат амонію —
аміак ( % мас.). 
 
Карбамат амонію при 150 - 220 °С розкладається на аміак і діоксид 
вуглецю. Для придушення цього процесу синтез карбаміду ведуть під високим 
тиском [14]. 
На рисунку 2.2 зображена зміна тиску пари над плавом залежно від 
температури синтезу карбаміду при різній кількості вихідних речовин на 
одиницю об'єму реактора (щільність завантаження). Цей тиск залежить не 
лише від температури, але і від складу системи, зокрема від молярного 
співвідношення NH3 : СО2 у вихідній суміші. Воно різко збільшується при 
зростанні вмісту СО2 у вихідній суміші понад стехіометричне співвідношення 
унаслідок того, що діоксид вуглецю, що не прореагував, знаходиться 
переважно в газовій фазі. Надлишок NH3, добре розчинного в рідкій фазі, не 
наводить до такого сильного зростання тиску. При надлишку аміаку тиск, 
знижується при додаванні до системи води. 
 
Рисунок 2.2 – Рівноважний тиск пари над плавом карбаміду, що 
отримується при його синтезі при молярному співвідношенні NH3:СО2 = 2. 
Щільність завантаження в г/см3: 1 – 0,9 + 1,1; 2 – 0,676; 3 – 0,5; 4 – 0,3. 
 
Швидкість утворення карбамат амонію збільшується приблизно 
пропорційно квадрату тиску. При атмосферному тиску і низькій температурі 
утворення карбамат амонію відбувається дуже повільно, а при 10 МПа і 150° C 
- майже миттєво [14]. У міру збільшення загального тиску в системі ступінь 
перетворення карбамат амонію в сечовину також збільшується (рисунок 3.3). 
 
Рисунок 2.3 – Вплив тиску на ступінь конверсії карбамату амонію в 
карбамід. 
Оскільки сечовина утворюється в основному в рідкій фазі, чим більше 
ступінь заповнення апарату (щільність завантаження), тим більше вихід 
сечовини - при невеликому обсязі газової фази вона утворюється з менших 
кількостей NH3 і CO2. вивільняючи з карбамат амонію, його конверсія в 
сечовину збільшується (рисунок 2.2). 
Хоча сечовина утворюється з розплавленого карбамат амонію, цей 
процес також відбувається при температурах нижче точки плавлення чистого 
NH2COONH4 (152 ° C), тому що при нагріванні карбонат амонію розщеплює 
воду, що знижує температуру плавлення маси. Наприклад, при вмісті в 
розплаві 9,2% води плавиться NH2COONH4 до 140 ° C, а при 14,7 - до 130 ° C. 
При цьому збільшується обсяг рідкої фази. Під дією води частина карбамат 
перетворюється в карбонат, а потім в бікарбонат амонію, який, як і 
утворюється сечовина, також знижує температуру плавлення карбамат. На рис. 
3.4 показано, наскільки знижується температура плавлення NH2COONH4 в 
присутності CO (NH2)2 . Евтектична суміш, яка містить 15% NH2COONH4 і 
49% CO (NH2)2 , плавиться при 98 ° C. 
 
 
Рисунок 2.4 – Діаграма   плавкості системи карбамат амонію —карбамід. 
 
 
Зміна часу виходу сечовини при нагріванні карбамат амонію для різних 
температур показано на малюнку 2.5. Швидкість освіти і вихід сечовини тим 
більше, чим вище температура. Вище 180 ° криві виходу проходять через 
максимум - при подальшому збільшенні тривалості нагріву реакційної маси 
ступінь перетворення карбамат в сечовину знижується. Це пов'язано, по-
перше, з тим, що відбувається розкладання на NH3 і CO2, а, по-друге, зростає 
роль побічних реакцій. 
 
 
Рисунок 2.5 – Залежність виходу карбаміду від тривалості дегідратації 
карбамата амонія при різних температурах (у долях від теоретичного). 
 
Вода, що утворюється на початку процесу, збільшує швидкість 
перетворення, так як сприяє появі рідкої фази. Але в міру накопичення води 
реакція сповільнюється через зсув рівноваги в бік вихідних матеріалів. З цієї 
причини вихід сечовини, досягнувши певної межі, далі не збільшується 
(рисунок 2.5), а при додаванні води до карбонат амонію - зменшується 
(рисунок 2.6) [14]. 
 
Рисунок 2.6 – Вплив добавки води до карбамату амонія на рівноважний 
вихід карбаміду (по СО2) при 160°С. 
 
Надлишок вуглекислого газу, так як останній перебуває в основному в 
газовій фазі, майже не впливає на вихід сечовини, але важлива наявність в 
ньому домішок - чим чистіше газ, тим більше ступінь конверсії. Зазвичай 
джерелом СО2 є детандерний газ - відходи виробництва аміаку. Вміщені в 
ньому домішки (H2, CO, N2, O2 і інші) знижують парціальний тиск аміаку і, як 
наслідок, його розчинність в рідкій фазі. Таким чином, при інших рівних, 
зниження концентрації СО2 в вихідному газі з 98-99 до 85-86% знижує 
коефіцієнт конверсії з 65 до 45%. 
Найбільший вплив на збільшення виходу карбаміду надає надлишок 
аміаку в вихідній суміші проти стехіометричної кількості, визначуваної 
молярним співвідношенням NН3 : СО2 = 2 (рисунок 2.7). Надлишок аміаку 
знижує шкідливий вплив води, що виділяється в процесі - він пов'язує воду і 
тим самим зміщує баланс реакції перетворення карбамату амонію в сечовину в 
сторону останньої [14]. 
 
 Рисунок 2.7 – Вплив надлишку аміаку на рівноважний вихід карбаміду 
(за середніми даними для 185-195°С, 185-320 ат і щільності         завантаження 
0,7 г/см3). 
 
З тієї ж причини сповільнюється розкладання карбамат амонію з 
утворенням побічних продуктів. Крім того, надлишок аміаку знижує корозію 
обладнання. Однак при виборі співвідношення NН3 : СО2 у вихідній суміші 
слід мати на увазі, що надлишок аміаку необхідно або повертати в цикл, або 
переробляти в інші продукти, такі як нітрат амонію. Рециркуляція аміаку 
пов'язана зі складністю виробництва і збільшенням капітальних і 
експлуатаційних витрат. При переробці надлишку аміаку в нітрат амонію його 
кількість набагато перевищує кількість виробленої сечовини - 5-8 тон і більше 
нітрату амонію на 1 тонну сечовини. Практично в цьому випадку виробництво 
сечовини стає невеликим придатком до виробництва нітрату амонію [14]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКЦІЇ,СИРОВИНИ, 
ДОПОМІЖНИХ МАТЕРІАЛІВ І ЕНЕРГЕТИЧНИХ НОСІЇВ 
 
 
3.1 Характеристика сировини  
 
 Діоксид вуглецю - CO2. 
 
 Безбарвний негорючий газ, що володіє наркотичною, а також 
задушливою дією Розчин діоксиду вуглецю має кислий смак. 
 Молекулярна маса - 44,01. 
 Зміст С02 (%) - не менше 98 
 Вміст ( Н2 вуглеводні) %. - не більше 0,01 
 О2   - відсутність 
 N2   - інше 
 Температура плавлення,   0С - мінус 56,6 /при тиску 5,23 кгс/см2/5,2 
МПа. 
 Температура возгонки, 0С - мінус 78,515. 
 Критична температура 0С - 31,04. 
 Критичний тиск /кгс/см2/МПа/ - 71.85 /7,4 МПа. 
 Щільність при 00С /г/дм3/   -1,98. 
 Діоксид вуглецю діє як наркотик, дратує ходжу і слизисті оболонки, 
вдихання повітря з концентрацією СО2 0,25-1%, супроводжується зміною 
кровообігу. 2,5-5% двоокису вуглецю викликає головний біль, подразнення 
верхніх дихальних шляхів, почастішання серцебиття, запаморочення. Наступає 
шум у вухах. 
 
 
 
 
Аміак 
 
 Безбарвний горючий газ з удушливим різким запахом і їдким смаком. 
 Молекулярна маса - 17,0 
 Температура плавления,0С - мінус 77,75 
 Температура кипіння, 0С - мінус 33,42 
 Щільність при 00С /г/дм3/ - 0,771 г/м3 
 Температура самозаймання 0С - 650 
 Критична температура 0С - 132 
 Критичний тиск, кгс/см2 /мПа/ - 110,5 /11,0 МПа/ 
 Водний розчин має лужну реакцію в наслідку утворення гідрату оксиду 
амонія NH4OH 
 Гранично допустима концентрація аміаку в повітрі виробничих 
приміщень 20 г/м3 
 Концентраційні межі розповсюдження полум'я I5-26%. 
 Високі концентрації аміаку викликають рясну сльозотечу і біль в очах, 
задуху, сильні напади кашлю, запаморочення, болі в шлунку, блювоту. 
 Можливий хімічний опік очей і верхніх дихальних шляхів.  
 Мінімально діюча концентрація - 0,45 мг/м3. 
 При концентрації 40-80 мг/м3 відбувається різке подразнення очей, 
верхніх дихальних шляхів. Вдихання 5 мг/м3 протягом 8 годин викликає 
тенденцію до уповільнення пульсу. 
 
 Азот  
 
 Безбарвний газ, не має запаху. Не горючий, не вибухонебезпечний. 
 Щільність - 1,25 г/дм3 
 Вживаний у виробництві азот повинен відповідати Госту 9293-74. 
 Вміст азоту не менше 97 %. 
 Кисень – 02% 
 Газ без кольору і запаху. Горіння в чистому кисні відбувається 
енергійно, ніж в повітрі. У атмосфері кисню тканина одягу може інтенсивно 
насищатися їм і перетворюватися на легкозаймистий матеріал. 
 
 Карбамід - СО(NH2) 2 
 
Карбамід повинен відповідати вимогам до норм, що виготовляється 
для потреб народного господарства і для постачання на експорт. 
 
Карбамідоформальдегідна смола  
 
 Масова частка карбаміду       - 20-24 %; 
 Масова частка формальдегіду - 54-60% 
 Прозорий в'язкий розчин з характерним запахом формальдегіду КФС 
викликає подразнення шкіри, слизистих оболонок дихальних шляхів. 
 Щільність КФС при 200С - 1,3 г/см3 
 В'язкість при 200С - 170 см3 
 Гранично-допустима концентрація в повітрі виробничих приміщень 0,5 
мг/м3 ⹂по формальдегіду”. 
 КФС - СТП.001-94. 
 Масова частка карбаміду - 20-25 %. 
 Масова частка формальдегіду - 50-60 %. 
 Кінематична в'язкість    - 70-130 мм2/с. 
Марки карбаміду вказані в Таблиці 3.1. 
 
 
 
 
 
 
Таблиця 3.1  -  Марки карбаміду  
Норма для марки 
№ А Б 
п Найменування показника 
вищий І-й вищий І-й ІІ-й 
п 
сорт Сорт сорт сорт сорт 
 
 1 2      3     4      5      6     7 
1 Масова часткаазоту в      
перерахунку на суху речовину, 46,3 46,2 46,2 46,2 46,2 
%, не менше 
2 Масова частка біурету 0,6 1,4 1,4 1,4 1,4 
%,            не більше 
3 Масова частка вільного      
аміаку %, не більше для      
карбаміду:      
- кристалічного 0,01 0,01      -      -     - 
пріллірованного 0,02 0,03      -      -     - 
4 Масова частка води %,      
не більше:      
- метод висушування 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 
- метод Фішера 0,6 0,6 0,5 0,5 0,6 
5 Розсипчастість %      -      - 100 100 100 
Гр6а нулометричний склад %:      
масова частка гранул      
розміром, мм      
від 1 до 4, не менше      
від 2 до 4, не менше      -      - 94 94 94 
менше 1, не більше      -      - 70 50 - 
залишок на ситі 6 мм, не      -      - 3 5 5 
біл.      -      - відсут. відсут. відс
ут. 
С7та тична міцність гранул,      
МПа (гранулу (кгс/гранулу)   0,07 0,05 0,03 
не менше      -      - (0,7) (0,5) (0,3) 
 
 
Характеристика допоміжних матеріалів та енергетичних носіїв вказані в 
Таблиці 3.2. 
 
 
 
 
Таблиця 3.2  - Характеристика допоміжних матеріалів та енергетичних 
носіїв 
Показники
Державний Показники, 
Найменуван , що 
або галузевий обов'язкові для 
ня сировини, регламентують 
стандарт, технічні перевірки 
матеріалів і ся, з 
умови, регламент (найменування і 
напівпродуктів припустимими 
або методика одиниця) 
відхиленнями 
1 2 3 4 
1  Аміак рідкий, ГОСТ 6221-90 Тиск, МПа 1,4-2,1 (14-21) 
технічний, марки (кгс/см2)  
Б Температура, 0С від мінус 34 до 
Масова частка плюс 25 
аміаку %,   
  не менше 99,6 
Масова частка  
води % 0,2-0,4 
Масова  
концентрація:  
- масла, 8 
мг/дм3, не більше  
- заліза, 2 
мг/дм3, не більше 
2 Двоокись Регламенти цехів Тиск, 3(300) 
вуглецю аміаку кПа(мм вод.ст)  
 
не менше 
Температура, 0С, 40 
не більше 
 
Об'ємна частка 
горючих %, 2 
не більше 
 
Масова 
концентрація  
сірки 
1 
(сірководня), 
мг/м3, не більше 
Продовження таблиці 3.2 
1 2 3 4 
 ТУ 113-03-452-92 Тиск, кПа (мм  
 вод.ст)   
 не менше 1,0 (100) 
Об'ємна частка  
кисню   
не менше 95 
4  Фільтраційна Імпорт   
маса "Декалит-
438" або 
"Сорбоцел" 
5  Каталізатор   ТУ 113-03-392-92   
рутенієвопаладієв
ий  
6 Селікагель ГОСТ 39-56-76   
марки  
7 Карбамідо- ТУ 113-03-469-80 Масова частка:  
формальдегідна із змінами №1,2,3 - карбаміду %  
смола (КФС) - формальдегіду % 20-24 
 Колір по АРНА 54-60 
при 25 0С   
не більше 300 
8  Пар високого Регламент Тиск, МПа  
тиску(з котельного цеху (кгс/см2) 2,8-3,9 (28-39) 
котельного цеху) Температура, 0С  
 Масова 250-350 
концентрація  
хлоридів в  
паровому 0,2 
конденсаті, 
мг/дм3, 
не більше 
9  Пар среднього Регламент Тиск, МПа 1,0-1,5 (10-15) 
тиску (з котельного цеху (кгс/см2)  
котельного цеху) Температура, 0С,  
 не більше 250 
Масова  
концентрація  
хлоридов в  
паровому 0,2 
конденсаті, 
мг/дм3, 
не більше 
Продовження таблиці 3.2 
1 2 3 4 
10  Знесолена вода  Тиск, МПа 0,3-0,5 (3-
(для пуску) (кгс/см2) 5) 
 Температура, 0С,  
не більше  
Масова 30 
концентрація  
хлоридів, мг/дм3,  0,2 
11  Оборотна вода Регламент цеху Тиск, МПа  
М-2 №54 (кгс/см2) 0,35-0,5 (3,5-5,0) 
Температура, 0С,  
не більше 28 
Значення рН,  
ед.рН 6,5-8,5 
Масова  
концентрація:  
- хлоридів, мг/дм3,  
не більше 80 
- аміаку, мг/дм3,  
не більше 2,5 
  зважених  
речовин, мг/дм3 20-50 
Жорсткість  
загальна   
ммоль/дм3,   
не більше 2 
Жорсткість  
карбонатна,  
ммоль/дм3,  
не більше 1,3 
Окислюваність  
перманганатна,  
мг/дм3, не більше 5 
12  Азот ГОСТ 9293-74 Тиск, МПа 0,2-0,4 (2-
технічний (кгс/см2) 4) 
Об'ємна частка  
кисню   
не більше  
3 
13  Повітря Регламент №2 Тиск, МПа 0,4-0,6 (4-6) 
технологічне (кгс/см2) 
14   Стисле ГОСТ 24484-80 Тиск, МПа 0,45-0,6 (4,5-6,0) 
повітря (кгс/см2) 
Кінець таблиці 3.2 
1 2 3 4 
15  По Трифазний 6000300 
Електроенергія паспортах змінний струм  
устаткування Напруга, В 38019 
Частота, Гц 501 
Однофазний  
змінний струм:           
Напруга, В           2205,5 
Частота, Гц 501 
Постійний струм, 200 
В  
16  Змащувальні :    
И-40А ГОСТ 20799-88 
И-20А ГОСТ 20799-88 
И-50А ГОСТ 20799-88 
КП-8 ТУ 38101543-87 
ИГП-49 ТУ 38101413-78 
 
3.2 Характеристика готової продукції    
 
3.2.1 Технічна назва продукту згідно з ГОСТ 2081-92 карбамід 
гранульований марки Б. 
 3.2.2 Карбамід повинен відповідати вимогам та нормам 
"Карбамід". Технічні умови ГОСТ 2081-92, що виробляється для потреб 
сільського господарства та для постачання на експорт. 
3.2.3 Основні властивості, які відображають специфіку 
виробництва та якість продукції, що випускається згідно таблиці 1.1. 
Марки карбаміду вказані в Таблиці 3.3. 
 
 
 
 
 
 
 
  Таблиця 3.3 Марки карбаміду 
Найменування показника Норми для марки Б 
Вищий 1-й сорт 2-й 
сорт сорт 
1 2 3 4 
Масова частка азоту у перерахунку на суху 46,2 46,2 46,2 
речовину, %, не менше ніж 
Масова частка біурета, %, не більше ніж 1,4 1,4 1,4 
Масова частка вільного аміаку, %, не більше    
ніж: 
- для кристалічного карбаміду; 
- для гранульованого карбаміду 
Масова частка води, %, не більше ніж:    
- метод висушування; 0,3 0,3 0,3 
- метод Фішера 0,5 0,5 0,6 
Розсипчастість, % 100 100 100 
Гранулометричний склад, %:    
- масова частка гранул розміром, мм    
від 1 до 4, не менше ніж; 94 94 94 
від 2 до 4, не менше ніж; 70 50 50 
менше ніж 1, не більше ніж; 3 5 5 
залишок на ситі 6 мм, не більше ніж відсутні відсутні відсутн
й й ій 
Статична міцність гранул, кгс/гранул,  0,7 0,5 0,3 
не менше ніж 
   
 
 
 
Примітка: 
1) Масову частку води визначають одним з методів. 
2) Розсипчастість визначає споживач. 
3) Допускається обробляти карбамід кондиціонуючими добавками 
(карбамідоформальдегідної смоли, сульфатом амонію або дозволеними 
державними санітарними органами іншими речовинами), які забезпечують 
збереження товарних властивостей продукту при транспортуванні та 
збереженні. При використанні сульфату амонію та нових кондиціонуючи 
добавок допускається масова частка азоту у перерахунку на суху речовину, не 
менше ніж 45,5 %. Обробка кондиціонуючими добавками карбаміду, який 
призначений для промисловості та тваринництва, допускається тільки при 
узгодженні з споживачами.  
4) Вимоги до якості карбаміду, що призначений для експорту, 
повинні відповідати вимогам угоди (контракту) з іноземними покупцями. 
5) У продукті, що призначений для тваринництва, визначають масову 
частку азоту у перерахунку на суху речовину з нормою не менше ніж 46,0 %, 
масову частку біурету з нормою не більше ніж 3,0 %, масову частку вільного 
аміаку з нормою не більше ніж 0,03 %, масову частку води з нормою не 
більше ніж  0,3 % (методом висушування). 
6) У продукті, що призначений для роздрібної торгівлі, визначають 
масову частку азоту у перерахунку на суху речовину з нормою не менше ніж 
46,2 %, масову частку біурету з нормою не більше ніж 1,5 %, масову частку 
води з нормою не більше ніж 0,3 % (методом висушування). 
7) При відвантаженні карбаміду марки Б по вимозі споживача для 
промисловості у продукті визначають показники, що передбачені для 
карбаміду марки А 1-го сорту, з відповідними нормами. 
 
 
4 ОПИСАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ СИНТЕЗУ КАРБАМІДУ  
 
 
Двооксид вуглецю надходить у рекуператор 1 де відбувається нагрів 
газової суміші від 150 до 165 ºС за рахунок тепла газу, що виходить з реактора 
2. Необхідна температура на вході газу в реактор 2 регулюється за допомогою 
байпасування газу повз рекуператора 1.Підігріта суміш надходить в реактор 2 
заповнений рутенієво-паладієвим каталізатором. У реакторі 2 відбувається 
очищення двооксиду вуглецю від горючих домішок за рахунок згорання водню, 
оксиду вуглецю і метану на каталізаторі з утворенням водяної пари. 
Подача кисню або технологічного повітря для каталітичного окислення 
горючих в реакторі 2 регулюється автоматично залежно від витрат двооксиду 
вуглецю і вмісту горючих в ньому з таким розрахунком, щоб співвідношення 
потоків кисню і СО2, що надходить на очищення, підтримувалося постійним. 
Температура процесу в реакторі 2 підтримується в межах  180–300 ºС залежно 
від об'ємної частки горючих на вході в установку. 
Очищений в реакторі 2 газ проходить рекуператор 1, де тепло його 
використовується для нагріву газу, що надходить на очищення, і водяний 
холодильник 3, в якому очищений газ охолоджується до температури 45 ºС.  
З метою зниження корозії апаратів високого тиску вузла синтезу в 
колектор СО2 дозується повітря до об'ємної частки кисню в двооксиді вуглецю 
0,75–1,0 %. Об'ємні витрати надлишкового повітря регулюються скиданням 
частини його в атмосферу. 
Двооксид вуглецю очищений від горючих до об'ємної частки їх не 
більше 0,05 % з тиском 4–10 кПа подається на всмоктувач I ступеня 
турбокомпресора 4. Турбокомпресор 4 складається з корпусу низького тиску і 
корпусу високого тиску. Корпус низького тиску виконаний у вигляді 
радіального компресора з п’ятьма  колесами і проміжними холодильниками. 
Корпус високого тиску виконаний у вигляді радіального компресора з чотирма 
колесами.  
Стиснений газ до тиску не більше 2,8 МПа з температурою не менше 45 
ºС, надходить на всмоктувач поршневого компресора 5 типу 4ДВК210-10. 
Поршневий компресор 5 є чотирициліндровою двохступінчастою машиною. 
Перший ступінь – подвійної дії, другий ступінь – одинарної дії з 
протиходовими поршнями.  
Після II ступеня компресора газ стискається до тиску не більше 15,8 
МПа і з температурою 140 ºС і  направляється в стрипер 10. 
  Рідкий аміак надходить з тиском 1,6–2,2 МПа, температурою 0–10 ºС 
та об'ємною витратою 29–43 м3/год. Через фільтр аміаку 6 і підігрівач аміаку 7 
він подається на всмоктувач плунжерних насосів аміаку високого тиску (ВТ) 8, 
якими стискається до 15,5–16,5 МПа і подається через інжектор 14 в 
конденсатор ВТ 16. 
Фільтр 6 є вертикальним циліндричним апаратом з конічним днищем, 
усередині якого встановлений сітчастий каркас з фільтруючою тканиною. У 
підігрівачі 7 аміак підігрівається до температури 12–26 ºС оборотною водою. 
Карбамід утворюється синтетичним шляхом з аміаку й двооксиду 
вуглецю. У вузлі синтезу протікають процеси утворення карбамату амонію, 
карбаміду, розкладення карбамату амонію, відгонка надлишкового аміаку, а 
також утворення вуглеамонійних солей (ВАС).  
Реакційна суміш, що виводиться з колони синтезу 9, містить в масових 
долях:  карбаміду не менше 31 %, аміаку – 28÷35 %, двооксиду вуглецю не 
більше 22 %, карбамату амонію та воду, через переливну трубу у верхній 
частині колони синтезу під гідростатичним тиском стовпа рідини поступає 
через гідрозатвор (з перепадом 4 м) в розподільний пристрій у верхній частині 
стрипера 10. Максимальний рівень над лійкою переливу в колоні синтезу 2000 
мм. 
Розкладення не перетвореного карбамату амонію в карбамід проходить 
у стрипері (стрипінг-процес). Процес розкладення карбамату і відгонка 
надлишкового аміаку здійснюється при тиску синтезу і температурі від 170 до 
175 °С, яка створюється за рахунок конденсації пари високого тиску 1,7÷2,2 
МПа, що подається в міжтрубний простір стрипера 10. 
Розкладення карбамату амонію по стрипінг-процесу протікає в умовах 
постійного контактування свіжого двооксиду вуглецю з розчином. 
Контактування двооксиду вуглецю з розчином відбувається на внутрішній 
поверхні трубок, при цьому розчин у вигляді плівки стікає по трубкам зверху 
донизу, а протитечією рухається свіжий двооксид вуглецю. 
Стрипер 10 є теплообмінним апаратом, у верхній частині якого над 
трубною решіткою встановлений розподільник подачі реакційної суміші на 
трубну решітку. Трубна решітка має насадку. Конструкція насадки виконана з 
таким розрахунком, щоб реакційна суміш рівномірно надходила по всіх 
трубках. Рівномірність надходження реакційної суміші в трубки стрипера 
забезпечується за рахунок калібрувальних отворів, що є на кожній насадці 
трубки стрипера 10. У нижній частині стрипера 10 встановлений розподільник 
СО2, що дозволяє рівномірно розподілити двооксид вуглецю по всіх трубках 
стрипера. 
Наявність необхідного рівня в нижній частині стрипера 10 виключає 
можливість потрапляння двооксиду вуглецю в рецикл. 
Після стрипера розчин з масовою часткою карбаміду 55÷57 % дроселює 
до тиску 0,3 МПа і надходить у вузол рециклу в колону ректифікації 11 для 
кінцевого розкладення карбамату амонію і відгонки надлишкового аміаку. 
Плав карбаміду, що містить в масових частках: не менше 52 % карбаміду, не 
більше 9 % аміаку, не більше 11 % СО2 і реакційну воду, що виходить зі 
стрипера 10 прямує у верхню частину колони ректифікації 11. 
Зниження тиску викликає падіння температури плаву до 115 ºС, при 
цьому з плаву виділяється частина аміаку і карбамат амонію розкладається на 
аміак і двооксид вуглецю. 
Колона ректифікації складається з: колони ректифікації 11, заповненої 
кільцями Паля, для забезпечення кращого контакту газової і рідкої фаз, 
сепаратора 12 і підігрівача 13. 
У колоні ректифікації 11 розчин карбаміду форсункою рівномірно 
розподіляється по верхньому шару насадки і стікає по ній вниз. Протитечією 
через насадку від низу до верху рухається газова фаза, що виділилася при 
розкладанні карбамату амонію в підігрівачі 13. У шарах насадки відбувається  
масотеплообмін потоків, що рухаються назустріч один одному. 
Розчин карбаміду, пройшовши нижній шар насадки, потрапляє на 
"глуху" тарілку і по переливній лінії надходить в трубний простір підігрівача 
13, у якому "глухою" парою нагрівається до температури 130–140 ºС. У 
підігрівачі 13 при тиску не більше 0,3 МПа і температурі 130–140 ºС 
відбувається остаточне розкладання карбамату амонію і відгонка вільного 
аміаку. 
З підігрівача 13 газорідинна суміш надходить в сепаратор 12, де 
відбувається розділення рідкої і газової фаз. Газова фаза охолоджується в 
нижній частині колони ректифікації 12 більш холодним карбамід-карбаматним 
розчином. 
Для запобігання проскакуванню газової фази з виходячим розчином в 
сепараторі 12 підтримується рівень 500–1500 мм.  
З сепаратора 12 розчин карбаміду з масовою часткою карбаміду не 
менше 67 % дроселюється до абсолютного тиску не більше ніж 50,0 кПа і 
прямує в вакуум-випарник на випарювання.  
Гази рециклу з об'ємною часткою: аміаку не більше 38 %, СО2 не 
більше  52 %, решта пар і інерти; надходять в конденсатор де відбувається 
конденсація аміаку, діоксиду вуглецю, пари води з утворенням розчину 
вуглеамонійних солей. 
Газова фаза, що утворилася при розкладанні карбамату амонію і свіжий 
двооксид вуглецю з верхньої частини стрипера 10 надходить в конденсатор ВТ 
16. Через інжектор ВТ 14 подаються свіжий аміак від плунжерних насосів 8, 
вугле-амонійні солі із скрубера ВТ 20 і незначна  частина плаву з колони 
синтезу 9. 
Об’ємні витрати аміаку, що подається, регулюються скиданням частини 
рідкого аміаку з нагнітання насосів 8 у збірник аміаку 15 так, щоб 
співвідношення NH3:CO2:H2O в газовій фазі складало 2,85:1,0:0,7. При такому 
співвідношенні досягається оптимальний режим роботи установки. 
Потоки із стриперу 10 і інжектора 14 змішуються у верхній частині 
конденсатора ВТ 16. У трубному просторі конденсатора при температурі 
167÷175 ºС і тиску 13,4÷14,4 МПа  (134÷144 кгс/см2) протікає реакція 
утворення карбамату амонію. 
 
СО2 + 2NH3  H2N–CO–ОNH4 + Q,                       (4.1) 
 
Тепло, яке виділяється в результаті реакції, використовується для 
отримання пари НТ 0,32–0,45 МПа. Для цього в паровіддільник 17 
конденсатора ВТ 16 насосами 18 подається паровий конденсат.  
Пара, що утворюється в міжтрубному просторі конденсатора ВТ 16, 
надходить в паровіддільники 17, з яких подається в колектор пари низького 
тиску. Зміна тиску в паровіддільниках 17 змінює різницю температур між 
середовищами в трубному та міжтрубному просторі конденсатора ВТ 16. 
При нормальному технологічному режимі в паровіддільниках 17 
встановлюється тиск 0,32–0,55 МПа, при якому частина двооксиду вуглецю, 
що не сконденсувався, з нижньої частини конденсатора 16 по газовій лінії 
відводиться в колону синтезу 9. В колоні синтезу 9 двооксид вуглецю, 
реагуючи з аміаком, підтримує ендотермічність процесу утворення карбаміду і 
забезпечує температуру вверху колони синтезу 9 від 180 ºС до 185 ºС. 
Отриманий карбамат амонію в суміші з NH3 і СО2, що не прореагували, 
та інертами з конденсатора ВТ 16 з температурою 167–173 ºС надходять в 
колону синтезу 9. У колоні синтезу 9 при температурі 180–185 ºС, тиску 13,4–
14,4 МПа, часу перебування реакційної суміші в колоні близько однієї години 
протікає процес утворення карбаміду. 
      
NH2–CO2–NH4  CO(NH2)2 + H2O – Q,                        (4.2) 
 
Реакція ендотермічна, необхідне тепло для протікання реакції 
створюється за рахунок утворення карбамату амонію у колоні синтезу, при 
цьому у реакцію зі надлишковим аміаком вступає двооксид вуглецю, який не 
прореагував при утворенні основної частини карбамату амонію.  
Газова фаза, що містить непрореаговані аміак, двооксид вуглецю, пари 
води та інерти з колони синтезу 9 з температурою не більше ніж 185 ºС, 
відводиться в скрубер ВТ 19. З непрореагувавших газоподібного аміаку, 
двооксиду вуглецю і парів води при тиску синтезу і температурі від 160 до 168 
°С утворюються вуглеамонійні солі, при цьому протікають реакції: 
 
NH3 + H2O  NH4OH + Q,                                 (4.3) 
 
4NH4OH + 2CO2  2(NH4)2CO3 + 2H2O + Q,                    (4.4) 
 
NH4OH + CO2  NH4HCO3 + Q,                              (4.5) 
 
У скрубері 19 конденсується основна частина газоподібних NH3 і CO2 з 
утворенням карбамату амонію. Реакція екзотермічна, тепло реакції відводиться 
розчином (ВАС), який постійно подається насосами 23 і циркулюючим 
конденсатом від насосів 20 в циркуляційному контурі повітряного 21 і 
водяного 22 холодильників. Температура циркулюючого конденсату на вході в 
міжтрубний простір скрубера ВТ 19 не менше 90 ºС, кількість циркулюючого 
конденсату 190–250 м3/год. 
Отриманий розчин карбамату з температурою 160–168 ºС із скрубера 19 
по  переливу надходить в інжектор 14 і через конденсатор ВТ 16 повертається 
разом з основною частиною карбамату в колону синтезу 9, де перетворюється 
на карбамід. Газова фаза, що утримує неконденсований аміак, двооксид 
вуглецю, пари води та інерти після скрубера ВТ 19, дроселюється до тиску 
0,55–0,65 МПа і надходить для поглинання в  нижню  частину  абсорбера 24. 
Абсорбер – колонний апарат, що має два шари насадки з неіржавіючих 
кілець Паля. Нижній шар насадки абсорбера 24 зрошується циркуляційним 
розчином, що подається відцентровим насосом 25 через  холодильник  26,  для  
відведення  тепла  абсорбції. Тепло  відводиться  охолоджуючою  водою,  що 
подається  в  трубний  простір  холодильника  26. 
З метою повнішого  поглинання  аміаку  і  двооксиду  вуглецю  на  
верхню  насадку абсорбера 24 насосом 28 подається соковий конденсат з 
масовою часткою  аміаку 2–3 %. Конденсат і циркуляційний розчин, стікаючи 
по насадці, насичуються аміаком і СО2 і збираються в кубовій частині 
абсорбера 24. Частина насиченого розчину постійно відводиться  на 
зрошування в  скрубер  абгазів. 
Режим роботи холодильника 26 визначається різницею температури до 
холодильника і після нього, яка повинна знаходитися  в  межах  не менше  30 
ºС. 
З  абсорбера 24  продувні  гази, що містять  інерти, і  незначну  кількість  
аміаку,  дроселюються  і  відводяться  на  промивання  в  нейтралізатор 27. 
Рівень в абсорбері 24 від 120 мм до 480 мм підтримується безперервним 
відведенням аміачної води від циркуляційного насосу 30 на зрошування 
насадки скрубера  абгазів. 
Гази, що відходять з абсорбера 24, містять аміак і горючі, об'ємна частка 
яких не більше 3,0 %  в  нейтралізатор 28. Уловлювання аміаку в 
нейтралізаторі 28 здійснюється за допомогою зрошування КСП, що подається 
насосом 28, потім по переливній трубі він надходить в збірник 29. 
Очищені в нейтралізаторі 27, від аміаку абгази викидаються  в  
атмосферу.
 
 
 
 
 
 
1 – рекуператор; 2 – реактор каталітичної очистки двооксиду вуглецю; 3 – холодильник СО2; 
4 – турбокомпресор СО2; 5 – поршневий компресор СО2; 6 – фільтр аміаку; 7 – підігрівач 
аміаку; 8 – плунжерний насос аміаку ВТ; 9 – колона синтезу; 10 – стрипер; 11 – 
ректифікаційна колона; 12 – сепаратор ректифікації; 13 – підігрівач ректифікації; 14 – 
інжектор високого тиску; 15 – буфер аміаку; 16 – конденсатор ВТ; 17 – сепаратор пари; 18 – 
насос парового конденсату; 19 – скрубер ВТ; 20 – циркуляційний насос; 21 – повітряний 
холодильник; 22 – водяний холодильник; 23 – насос карбамату ВТ; 24 – абсорбер; 25 – 
циркуляційний насос абсорбера; 26 – циркуляційний холодильник абсорберу; 27 – скрубер 
газів абсорбції; 28 – насос подачі КСП; 29 – збірник аміачної води; 30 – насос аміачної води. 
Рисунок 4.1 – Схема стадії синтезу карбаміду по стрипінг-процесу 
 
5 МАТЕРІАЛЬНІ І ТЕПЛОВІ РОЗРАХУНКИ 
 
 
5.1 Розрахунок матеріального балансу стадії синтезу карбаміду 
 
Вихідні дані: 
Продуктивність установки, П  = 1200т/добу 
Склад рідкого аміаку (свіжого і який знаходиться в циркуляції), %: 
– NH3 xNH3 = 99,8 
– H2O xH2O = 0,2 
Cклад експанзерного газу, % об.: 
– СО2 xCO2 =  97 
– інші гази  xг = 3: 
в тому числі 
     –   АВС хАВС = 2 
– О2 хО2 = 1 
Ефективний фонд часу роботи обладнання – 330 днів 
Вмсіт аміаку у водному розчині амонійних солей, який повертається в 
цикл уNH3 = 40 % 
Тиск в колоні синтеза, Р = 14·105 Па 
Температура, t = 180 0С 
Мольне співвідношення компонентів, які подаються в колону синтезу L = 
NH3:CO2:H2O = 4,5:1,0:0,5 
Ступінь перетворення карбамату амонію в карбамід під час перебуванні в 
колоні синтезу 45 хв., Х = 65 % 
Втрати карбаміду, %: 
– при дистиляції сд = 5  
– при упарюванні су = 1 
– безповоротні при кристалізації ск = 1. 
Основні реакції синтезу карбаміду: 
                         CO2 + 2NH3 <=> NH2COONH4    + 159,32 кДж,               (5.1) 
 
                        NH2COONH4 <=> СО(NH2)2 + H2O   − 26,27 кДж.            (5.2) 
 
Визначаємо кількість отриманого карбаміду за годину: 
 
                                  G = (П∙1000)/24  кг/год,                                 (5.3) 
   
де П – продуктивність схеми, т/добу; 
     1000 – перерахунок з т в кг, кг; 
     24 – перерахунок з діб у години, год.      
          
                             G = (1200∙1000)/24 = 50000  кг/год.                              (5.4) 
 
З врахуванням 7 % втрат для отримання 50000 кг/год готового продукту в 
колоні синтезу повинно утворитися карбаміду: 
 
                                        Gк = G∙1.07, кг/год,                                               (5.5) 
 
                                Gк = 50000·1,07 = 53500 кг/год.   
                           
Стехіометричні витрати аміаку і СО2 на 1000 кг карбаміду визначається 
по сумарній реакції: 
 
                     CO2 + 2NH3 <=> СО(NH2)2 + H2O     + 133,05 кДж,             (5.6) 
 
w M 1000
                           G /  NH 3 NH 3 , кг NH ,
NH 3 3                                        (5.7) 
M CO(NH )2
 
де wNH3 – стехіометричний коефіцієнт по рівнянню реакції, кмоль; 
     МNH3 – молярна маса аміаку, кг/кмоль; 
      МСО(NH2)2 – молярна маса карбаміду, кг/кмоль. 
 
/ 2 17 1000
                                     G   566,7 кг NH ,
NH 3 3
60                                
(5.8) 
 
w M 1000
                             G /  СО2 СО2 , кг СО ,
СО2 2                                       (5.9) 
M CO(NH )2
 
де wСО2 – стехіометричний коефіцієнт по рівнянню реакції, кмоль; 
     МСО2 – молярна маса СО2, кг/кмоль; 
 
/ 44 1000
                                       G   733,3 кг СО .
СО2 2                                
60
(5.10) 
                                
Кількість реагентів, яка необхідна для видобутку 46812,5 кг/год 
карбаміду: 
 
                            GNH3 = Gк∙ G
/
NH3, кг/год NH3,                                         (5.11)    
                        
GNH3 = 53500∙0,5667 = 30318,45 кг/год NH3 
 
                               GСО2 = Gк∙ G
/
СО2, кг/год СО2.                                       (5.12)  
                                 
                              53500∙0,7333 = 39231,55 кг/год СО2      
                        
Практичні витрати реагентів з урахуванням ступені перетворення 
утвореного карбамату амонію в карбамід і заданого мольного співвідношення 
реагентів визначається за формулою: 
n
G //  G  i M i 100
k , кг / год,
i                                   (5.13) 
M CO(NH 2)2  X
де ni – мольна доля компоненту (аміаку, СО2 чи води) у співвідношенні 
NH3:CO2:H2O, кмоль; 
       Мі – молярна маса аміаку, СО2 чи води, кг/кмоль; 
       Х – ступінь перетворення карбамату в карбамід, %. 
 
G // 4,5 17 100
 53500  104942,308кг / год
NH , 
3
60 65
 
// 44 1100
G  53500   60358,974кг / год
СО , 
2
60 65
 
// 18  0,5 100
       G  53500  12346,154кг / год
Н 2О
.   
60  65
 
 Визначаємо кількість NH3, СО2 та Н2О, які повертаються в цикл з 
розчином амонійних солей. 
Позначимо процентний вміст NH3, СО2 та Н2О в амонійних солях 
відповідно а, б та в. Відповідно вихідним даним а = 40 %. Тоді склад розчину 
амонійних солей визначається так: 
 
M  (1 Х ) 44  (c  с )
            m  G  CO2 д у
k G  ,  кг/год,                             (5.14) 
СО2 M CO (NH 2)2  Х 60
 
     сд та су – втрати карбаміду при дистиляції та упарюванні,  1 % мас. 
 
a
                                m  m  , кг/год,                                                  (5.15) 
NH3 CO2 б
 
в
                                  m  m  , кг/год.                                                (5.16) 
Н2О CO2 б
 
Підставляючи чисельні значення, маємо: 
 
44  (10,65) 44 0,055
m  53500  50000   23142,141кг / год . 
СО2 60 0,65 60
Визначення процентного вмісту СО2 та Н2О в розчині амонійних солей 
проводимо за рівнянням: 
 
                                     б+в = 1−а = 1−0,4 = 0,6                                        (5.17) 
 
                                               в = 0,6−б                                                       (5.18) 
 
Кількість свіжого і поверненого аміаку без врахування поверненого з 
амонійними солями: 
 
                                А1 = G//
NH3− mNH3, кг/год,                                                                   (5.19) 
 
Кількість води, яка вводиться зі свіжим і поверненим аміаком 
визначається з рівняння: 
 
х а х
                 В // Н 2О // Н 2О
1  (G mNH 3 )   (G m  )  ,               (5.20) 
NH3 NH3
1 х СО2
Н 2О б 1 хН 2О
 
0,4 0,002 1
           В1  (104942,308 23142,141 )  184,1781,80   ,              (5.21)   
б 10,002 б
         
де хН2О – вміст води в аміаку, долі 1 % мас. 
 
Крім цього, кількість води, яка вводиться зі свіжим та поворотним 
аміаком, можна визначити з рівняння: 
 
                             В1 = G//
H2O−mH2O, кг/год.                                               (5.22) 
 
На основі рівності обох рівнянь відносно В1 слідує, що: 
 
// в 1
                          В1  (G m  ) 184,17 81,80 
Н О , кг/год.                  (5.23) 
2 СО2 б б
 
Вирішуючи це рівняння відносно б, знаходимо:   
 
0,6  б 1
                В1 104942,308  23142,141 184,17  81,80  ,                     (5.24) 
б б
 
б = 0,44. 
 
Тоді: 
 
в = 0,6–0,44 = 0,16. 
 
Підставляючи значення б і в у рівняння 5.12 і 5.13, визначимо кількість 
аміаку і води, які надходять з розчином амонійних солей: 
 
0,4
                         m  23142,141  21038,31кг / год ,                              (5.25) 
NH3 0,44
                                     
0,16
m  23142,141  8415,32кг / год , (5.26) 
Н 2О
                           0,44                            
 
Всього надходить розчину амонійних солей: 
 
                                GРВАС = mCO2+mNH3+mH2O, кг/год,                              (5.27) 
 
GРВАС = 23142,141+21038,31+8415,32 = 52595,771 кг/год.   
     
Кількість свіжого і поверненого аміаку без врахування аміаку, який 
повертається з розчином амонійних солей: 
 
                                    А1 = G//
NH3−mNH3, кг/год,                                        (5.28) 
 
А1 = 104942,308 –21038,31 = 83903,998 кг/год. 
 
Кількість води, яка вводиться зі свіжим та поверненим аміаком 
визначаємо з рівняння 5.21: 
 
1
В1 184,17  81,80   232,38 кг/год.                        (5.29) 
                                0,44
 
Кількість свіжого СО2: 
 
                                  G///  = G//
CO2 CO2–mCO2, кг/год,                                     (5.30)  
 
G///
CO2 = 60358,975 – 21038,31= 39320,665 кг/год.     
           
Кількість інертних газів, які вводяться з СО2 в колону синтезу. 
Приймаємо хі.г. = 3 % об [15].  
 
V
                            v  G ///  M хі.г 3
пр  , нм / год,                               (5.31) 
NH3
M CO2 100 хі.г
 
де VM – молярний об´єм який займає 1 моль газу, нм3/моль. 
 
22,4 3
vпр  39320,665    601,606нм3 / год. (5.32) 
                     44 100  3                        
 
Маса інертних газів становить:    
                             
                                      Gі.г = Vпр∙ρпр, кг/год,                                             (5.33) 
 
де ρпр – густина інертних газів, кг/м3. 
ρпр = 0,73 [15]. 
 
Gі.г = 601,606∙0,73 = 439,173 кг/год. 
 
Утворюється карбамату амонію по реакції І: 
 
                            G //
к.а. =  G CO2·(Мк.а./МСО2), кг/год,                                  (5.34)  
 
де Мк.а. – молярна маса карбамату амонію, кг/кмоль. 
 
Gк.а  = 60358,975 ·(78/44) = 107000,001 кг/год. 
 
Кількість аміаку, яка необхідна для утворення карбамату амонію: 
 
G w M
                             G ////  k .a. NH 3 NH 3 , кг / год,                                    (5.35)
NH3
M k .a.
G //// 107000,001  2 17
  46641,026кг / год
NH 3 ,                                  
78
 
Залишається непрореагованого аміаку в колоні синтезу: 
 
                                 G ////
непр.NH3 = Gk.a.−G NH3, кг/год,                                  (5.36) 
 
Gнепр.NH3 = 107000,001–46641,026 = 60358,975 кг/год. 
 
Кількість утвореного карбаміду з карбамату амонію: 
 
M X
                          G  G  k  , кг / год,                                  
утв.СО(NH 2)2 k .a.
M k .a. 100
(5.37) 
 
60 65
                   Gутв.СО(NH 2)2 107000,001    53609,2г / год .  
78 100
Кількість непрореагованого карбамату амонію: 
 
100  Х
                             Gнепр.к.а. Gк.а.  , кг / год, ,                                       (5.38) 
100
 
100 65
                          Gнепр.к.а. 107000,001  37505,7004кг / год .  
100
                             
При перетворенні карбамату амонію в карбамід по реакції 5.2 виділиться 
води: 
 
M X
                        G H 2O
H 2O  Gk .a.   , кг / год,                           (5.39) 
M k .a. 100
 
18 65
GH 2O 107000,001  15996,5001кг / год . 
78 100
 
Всього отримуємо води в колоні синтезу: 
 
                              G/  = G + G//
H2O H2O H2O, кг/год,                              (5.40) 
 
G/
H2O = 15996,5001+8415,32 = 24411,82 кг/год.    
                  
Вода взаємодіючи з надлишком аміаку утворює NH4OH, кількість якого 
складає: 
 
G / M
                             H 2O
GNH 4OH  NH 4OH , кг / год,                                      (5.41) 
M H 2O
 
де MNH4OH – молярна маса амоній гідроксиду, кг/кмоль. 
 
24411,82 35
                           GNH 4OH   47523,128кг / год .  
18
                                    
На утворення 110429,486 кг/год амоній гідроксиду витрачається наступна 
кількість аміаку: 
                            G/////
NH3 = GNH4OH−GH2O, кг/год,                                       (5.42) 
 
                          G/////
NH3 =  47523,128 – 24411,82 = 23055,608 кг/год.    
 
Кількість аміаку, який залишається в газовій фазі: 
 
                          Gг.ф
NH3 = Gнепр.NH3− G/////
NH3, кг/год,                                  (5.43) 
 
Gг.ф
NH3 = 60358,975 – 23055,608 = 37359,067 кг/год. 
 
Отриманні та розраховані дані занесено в таблицю 5.1. 
  Таблиця 5.1 – Матеріальний баланс стадії синтезу карбаміду  
 
Надходження Витрачання 
Стаття кг/год % Стаття кг/год % 
Рідка фаза:   Рідка фаза:   
Аміак (свіжий і    плав карбаміду 53609,2 29,7 
повернений): 83903,998 45,73  карбамат амонію 37505,7004 20,7
H2O 232,38 0,04  47523,128 9 
Газова фаза:   H2O+NH3(NH4OH) 30,6
5 
Свіжий CO2 39320,665 20,79 Газова фаза:   
Інертні гази 439,173 0,24 Надлишковий   
 Розчин   вільний аміак: 37359,067 18,6
амонійних солей   Інертні гази: 494,873 2 
складом:    0,23 
NH3 21038,31 13,28  
CO2 23142,141 13,06 
H2O 8415,32 6,86 
Всього: 176491,987 100 Всього: 176491,968 100 
  
Розбіжність в балансі складає 0,002 %, що пояснюється технікою 
виконання розрахунку. 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.2 Розрахунок теплового балансу стадії синтезу карбаміду 
 
Вихідні дані: 
Температура реагентів, які надходять в колону: 
 рідкий аміак t 0
NH3 = 25 С 
 СО 0
2 tCO2 = 35 С 
 розчин амонійних солей tРВАС = 100 0С 
Температура в колоні t = 180 0С 
Критична температура аміаку tкр.NH3 = 132,4 0С 
Тепло реакції утворення карбаміду з карбамату при 180 0С і надлишку аміаку 
125 % Нутв.карб. = 19030 кДж/кмоль 
 
     Тепловий ефект реакції конверсії карбамату амонію в залежності від 
надлишку аміаку наведено в таблиці 5.2. 
 
Таблиця 5.2 – Залежність теплового ефекту реакції конверсії карбамату 
амонію від надлишку аміаку при 155–210 0С 
Надлишок аміаку, % 0 100 200 300 
Тепловий ефект, кДж/кмоль 14246 18436 20782 22626 
  
Надходження тепла. 
1) З газоподібним СО2 (критична температура 31 0С): 
 
                                Q ///
1 = G CO2∙ICO2, кДж/год,                                          (5.44)   
                        
де ICO2 – ентальпія СО2 при 35 0С та тиску 140·105 Па, кДж/кг. 
ICO2 = 87,58 кДж/кг [15, табл. ХХІІ]. 
 
Q1 = 39320,665 ·87,58 = 3443703,8407 кДж/год. 
2) З інертними газами, які надходять з СО2 (приймаючи теплоємність по 
нітрогену): 
 
                                    Q2 = Gі.г∙tCO2∙cN2, кДж/год,                                      (5.45) 
 
де  cN2 – теплоємність азоту при 35 0С, кДж/кг∙0С; 
      tCO2 – температура СО 0
2, С. 
cN2 = 1,026 кДж/кг∙0С [18]. 
 
                Q2 = 439,173·35∙1,026 = 15770,702 кДж/год.  
                         
3) З рідким аміаком: 
 
                                       Q3 = A1∙INH3, кДж/кг,                                            (5.46) 
 
де I  – ентальпія рідкого аміаку при 25 0
NH3 С, кДж/кг. 
INH3 = 126,46 кДж/кг [15, XIII].  
 
Q3 = 83903,998·126,46 = 10610499,6 кДж/год. 
 
4) Теплота реакції утворення карбамату амонію:  
 
Gk .a.  (H утв.к.а.  Н пл.к.а. )
                       Q4  , кДж / год,                                 (5. 47) 
М к.а.
                            
де Hутв.к.а. – теплота утворення твердого карбамату амонію з газоподібних 
аміаку та СО2 (умовно прийнято що утворення карбамату відбувається при 
критичній температурі аміаку 132,4 0С), кДж/кмоль; 
     Нпл.к.а. – теплота плавлення карбамату амонію, кДж/кмоль. 
 
107000,001 (159320  25140)
Q4  184067437,618кДж / год . 
78
 
5) Теплота реакції утворення NH4OH: 
 
(G ///// mNH 3 )  (H  H )
             NH3 розч.NH 3 NH 3
Q  , кДж / год,                            (5.48) 
5
M NH 3
 
де Нрозч. NH3 – інтегральне тепло розчинення 1 кмоль газоподібного аміаку 
в 1 кмоль рідкої води, кДж/кмоль; 
     Нрозч. NH3 = 29540 кДж/кмоль [15]. 
     HNH3 – різниця стандартних ентальпій рідкого і газоподібного аміаку, 
кДж/кмоль. 
      HNH3 = 23680 кДж/кмоль [19]. 
 
(23055,608  21038,31)  (29540 23680)
           Q5   695374,49кДж / год .  
17
 
6) Фізичне тепло розчину амонійних солей при 100 0С та 140·105 Па: 
 з аміаком: 
                             Q /
6 = mNH3∙I NH3, кДж/год,                                         (5.49)  
 
де I/
NH3 – ентальпія аміаку при 100 0С і 14 МПа, кДж/кг.   
I/
CO2 = 487,1 кДж/кг [15, XXIII].       
                
Q6 = 21038,31·487,1 = 1047760,801 кДж/год.     
                  
 з СО2: 
 
                             Q7 = mСО2∙I
/
СО2, кДж/год,                                          (5.50)  
 
де I/
СО2 – ентальпія СО2 при 100 0С і 14 МПа, кДж/кг. 
I/
CO2 = 279,12 кДж/кг [15, XXII]. 
 
23142,141·279,12 = 6459434,4 кДж/год. 
 
 з Н2О: 
                             Q8 = mН2О∙IН2О, кДж/год,                                          (5.51)  
 
де IН2О – ентальпія води при 100 0С і 14 МПа, кДж/кг. 
IН2О = 429,5 кДж/кг [15, XXI]. 
 
8415,32·429,5 = 3614379,94 кДж/год, 
 
                                         Q9 = Q6+ Q7+ Q8, кДж/год.                                        (5.52) 
 
Q9 = 10247760+6459434,4 +3614379,94 = 20321575,141 кДж/год. 
 
7) Загальна сума надходжень тепла: 
 
                     Qзаг = Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q9, кДж/год,                       (5.53)  
 
                             Qзаг = 3443703,8407+15770,702+10610499,6+184067437,618+ 
+695374,49+20321575,141  = 219154361,3917кДж/год. 
Витрачання тепла. 
1) На утворення карбаміду: 
 
G Н
                                  k утв.карб.
Q10  , кДж / год,                                       (5.54) 
M CO ( NH 2)2
 
Нутв. карб. – теплота реакції утворення карбаміду при надлишку аміаку 125 
%, кДж/кмоль. 
Нутв. карб. = 19030 кДж/кмоль [15]. 
 
53553,5 19030
       Q10  16985385,1кДж / год .                   
60
2) На підігрів реагуючої частини рідкого аміаку від 5 0С до критичної 
температури 132,4 0С при 140·105 Па з одночасним переходом аміаку в 
газоподібний стан: 
 
                      Q11 = G////
NH3∙(I
//
NH3−I/
NH3), кДж/год,                                     (5.55) 
 
де І//
NH3 – ентальпія аміаку при 132,4 0С та 140·105 Па, кДж/кг, 
І//
NH3 = 958,23 [15, табл. ХХІІІ]. 
 
Q11 = 46641,026 ·(958,23–126,46) = 38794606,2 кДж/год. 
 
3) На підігрів газоподібного СО2 від 35 до 132,4 0С: 
 
                         Q /// //
12 = G CO2∙(I CO2∙ICO2), кДж/год,                                     (5.56) 
 
I//
CO2 – ентальпія СО2 при 132,4 0С та 14 МПа, кДж/кг. 
 I//
CO2 = 320,72[15, табл. ХХІІ]. 
 
              Q12 = 39320,665 ·(320,72–87,58) = 9167219,8 кДж/год.     
               
4) На виділення СО2 із розчину амонійних солей: 
 
mCO2 H розч.СО2
                            Q13  , кДж / год,                                          (5.57) 
МСО2
 
де Нрозч. СО2 – теплота розчинення СО2, кДж/кмоль. 
Нрозч. СО2 = 24700 [20]. 
 
23142,14124700
Q10  12991156,425кДж / год. 
44
5) На підігрів СО2 із розчину амонійних солей від 100 до 132,4 0С: 
 
                           Q14 = mCO2∙(I
//
CO2− I/
CO2), кДж/год.                                  (5.58)  
 
          Q14 = 23142,141·(320,72–279,12) = 962713,1 кДж/год.    
        
6) На підігрів тієї частини карбамату амонію, яка перетворюється на 
карбамід, від 132,4 до 180 0С: 
 
                 Q15 = (Gk.a.− Gнепр.k.a.)∙ск.а.∙(t−tкр.NH3), кДж/год,                          (5.59) 
 
де ск.а.− теплоємність карбамату амонію, кДж/кг∙0С; 
 с  = 1,954 кДж/кг∙0к.а. С [15]; 
     t – температура в колоні синтезу, 0С; 
     tкр.NH3 – критична температура аміаку, 0С. 
 
       Q15 = (107000,0001−37450,0004)·1,954·(180–132,4) = 6468873,3 
кДж/год.  
 
7) Тепло, яке виноситься плавом карбаміду: 
          
 Q16 = Gk·ck·t+ Gк.a·cк.a.·t+ Gнепр.NH3·І
///
NH3+ G/
H2O·IH2O+ Gі.г·c
/
і.г·t,                     (5.60) 
 
де cк, c
/
і.г – теплоємності карбаміду та азоту, кДж/кг·0С; 
І///
NH3, ІН2О – ентальпія аміаку та води, кДж/кг; 
t – температура в колоні синтезу, 0С. 
 
ск = 2,243 кДж/кг∙0С, c/
і.г = 1,047 кДж/кг∙0С,  І///
NH3 = 1331,4 кДж/кг,          
ІН2О = 770,22 кДж/кг  [15]. 
 
Q16 = 53553,5·2,243·180+37450,0004·1,954·180+60358,975·1331,4+ 
+24411,82 ·770,22+374,29·1,047·180 = 134028554,2 кДж/год. 
 
Отриманні та розраховані дані занесено в таблицю 5.3. 
Таблиця 5.3 – Тепловий баланс стадії синтезу карбаміду. 
Надходження Витрачання 
Стаття кДж/год % Стаття кДж/год % 
Утворення 
СО2 3443703,8407 1.45 16985385,1 7,65 
карбаміду 
17,4
Інертні гази 15770,702 0,001  Підігрів NH3 38794606,2 
9 
 Рідкий NH3 10610499,6 4,62  Підігрів СО2 9167219,8 3,87 
Теплота  Виділення 
утворення 184067437,61 СО2 із розчину 
86,92 12991156,425 5,86 
карбамату 8 амонійних 
амонію солей 
Теплота 
утворення На підігрів 
695374,49 0,51 962713,1 0,43 
амоній СО2 
гідроксиду 
З розчином На підігрів 
амонійних 20321575,141 10,43 карбамату 6468873,3 2,92 
солей амонію 
Всього: 219154361,4 100 Всього 219154361,4 100 
 
 
 
 
5.3 Розрахунок видаткових коефіцієнтів 
 
1) За рівнянням реакції 5.3 розраховуємо теоретичні витрати сировини, 
тобто аміаку та СО2, на 1200 т/добу готового продукту за рівнянням 5.6 та 5.7: 
 
/ 2 17 1200
G   680т / добу NH3,
NH 3 (5.61) 
                          60                                 
/ 44 1200
G   880т / добу СО , (5.62) 
СО2 2
                              60                                 
2) Розраховуємо витратний коефіцієнт для аміаку за формулою: 
 
G /
                                                  NH3 ,                                               (5.63) 
NH3 G /  x
NH3
 
де х – ступінь перетворення аміаку, долі 1. 
 
680
  1,43 . 
NH 3 680 0,7
 
3) Розраховуємо витратний коефіцієнт для СО2 за формулою: 
 
G /
                                      СО2 ,                                                          (5.64) 
СО2 G /  x /
СО2
 
де х/ – ступінь перетворення СО2, долі 1. 
 
880
  1,43 . 
NH 3 880  0,7
 
4) Вихід карбаміду визначається за формулою: 
 
                               Хк = (G/
NH3+ G/
CO2)∙x/П,                                               (5.65) 
 
Хк = (680+880)∙0,7/1200= 1,08. 
 
5) Важливим    показником   ефективності   роботи   системи    синтезу 
 
карбаміду є інтенсивність роботи колони синтезу карбаміду, яка визначається 
за наступною формулою:  
 
                                                    І = Пк/S,                                                           (5.66) 
 
де Пк – продуктивність колони синтезу, кг/год; 
     S – поперечний переріз колони синтезу, м2. 
 
І = 176213,4684/6,15 = 28652,594 кг∙м2/год.  
 
 
 
 
6 РОЗРАХУНОК ОСНОВНОГО АПАРАТУ 
 
Колона синтезу є кованим, сталевим, футерованим, вертикальним 
апаратом високого тиску зі з’ємною верхньою кришкою, яка необхідна для 
періодичного огляду футеровки. Колона виготовлена з вуглецевої сталі марки 
Ст 3. Внутрішня поверхня корпуса та днище футеровані зварним листом 
високолегованої хромнікельмолібденової сталі марки 08Х17Н15М3Т 
товщиною 8 мм. В місцях зварки листів футеровки по всій висоті колони 
встановлено 28 контрольних отворів діаметром 8 мм, які в свою чергу з'єднані 
в чотири колектори діаметром 15 мм. Ці колектори постійно знаходяться під 
тиском азоту, їх призначення – перевірка цілісності футеровки.  
Перевагою футерованих колон синтезу є повне використання об'єму 
апарата для проведення синтезу. Недоліком – важкість та тривалість ремонту 
футеровки, необхідність дотримання температурного режиму для запобігання 
деформації та вибуху футеровки. Для поліпшення гідродинамічного режиму, 
ефективного контакту газової і рідкої фаз колона синтезу обладнана 
паророзподільником у нижній частині і десятьма тарілками, які створюють 
каскад послідовних реакторів, що запобігають зворотнім потокам. Кожна 
тарілка складається з шести перевернених V-подібних балок з круглими 
отворами для виходу газового середовища у верхній частині і овальними на 
бічних поверхнях для виходу рідкої фази. „Живий перетин” тарілок колони 
синтезу постійно зменшується за рахунок зменшення кількості отворів в 
решітці: три нижні решітки мають 600 отворів; три середні – 485 отворів; дві 
верхні – 375 отворів.  
Кожна наступна тарілка по поздовжніх осях балок розвернута на 180º 
відносно площини попередньої, за рахунок чого відбувається інтенсивне 
перемішування газової і рідкої фаз у просторі між тарілками.  
Дана конструкція тарілок забезпечує роздільне проходження газової і 
рідкої фаз через тарілки і приводить до поліпшення масообміну. Таким чином 
колона синтезу працює в режимі, близькому до реактора ідеального 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
62 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
витіснення, за рахунок чого досягається високий ступінь конверсії двооксиду 
вуглецю в карбамід.  
В нижній частині колони розташовані: штуцер входу газу ДУ200РУ160, 
штуцер входу рідкої фази ДУ200РУ160, штуцер виходу розчину карбаміду в 
конденсатор ДУ100РУ160, який переходить всередині колони в воронку на 
висоті 1970 мм від низу колони (2270 мм від нижнього фланця). Переливна 
воронка центральної труби починається на відстані 4750 мм від верхньої 
кришки колони. В верхній кришці колони вмонтовані: штуцер виходу газу 
ДУ100РУ160, два показника рівня ДУ80РУ160. 
Колона синтезу карбаміду призначена для утворення карбаміду з 
карбамату амонію при тиску 13,4–14,4 МПа, температурі в колоні 180–185 ºС, 
мольному співвідношенні NH3:СО2 в рідкій фазі (2,8÷2,9):1 і часу перебування 
реакційної маси в колоні 1 год. В цих умовах  протікає ендотермічна реакція 
дегідратації карбамату амонію:  
 
               NH2COONH4 = (NH2)2CO + Н2О.                       (6.1) 
 
Тепло, необхідне для протікання реакції, створюється за рахунок процесу 
утворення карбамату амонію в колоні синтезу. При цьому в реакцію з 
надлишковим аміаком вступає двооксид вуглецю, що не прореагував в 
конденсаторі високого тиску. Ступінь конденсації двооксиду вуглецю в 
карбамід для умов процесу складатиме 55 ÷57 %. Газова фаза з верхньої 
частини колони відводиться в скрубер ВТ. Рідка фаза поступає через переливну 
лійку діаметром 675 мм по центральній трубі діаметром 219×5, яка 
розташована всередині колони, в стрипер для розкладання карбамату амонію, 
що не перетворився в карбамід [14]. 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
63 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
 
 
1 – корпус колони, 2 – переливна труба, 3 – сітчаста тарілка, 4 – переливна 
лійка. 
Рисунок 6.1 – Колона синтезу карбаміду. 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
64 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Розрахунок розмірів колони синтезу. 
 
Об’ємна швидкість плаву карбаміду визначається за формулою: 
 
G
                     υ  плав
плав ,     м3/год,                                              (6.2) 
ρплав
 
де    ρплав – густина плаву, кг/м3; 
Gплав – кількість плаву, яка виходить з колони, кг/год. 
ρплав = 900 кг/м3, [15, с. 307]. 
 
Gплав = 354353,44 кг/год згідно матеріального балансу. 
 
176491,987 
 3
плав  196,102м / год. 
900
 
Об’єм плаву карбаміду в колоні синтезу з урахуванням часу перебування в 
ній визначається так:  
 
Vплав  υ
3
плав  τ,  м ,                                     (6.3) 
 
де    τ – час перебування плаву в колоні, год. 
τ = 45 хв. або 0,75 год, [16, с. 307]. 
 
Vплав 196,102  0,75 147,08 м3 .  
 
При висоті колони Н = 24 м (виробничі дані), 12–15 % висоти приходиться 
на газовий об’єм над плавом, що становить, м: 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
65 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
h  24 0,12  2,88 м.  
 
Висота колони синтезу, яка припадає на долю карбаміду, м 
  
 hпл  H  h,                                                 (6.4) 
 
де   Н – висота колони, м. 
 
hпл  24,02,88  21,12 м.  
 
Переріз колони дорівнює, м2: 
 
V
S  плав ,                                                 (6.5) 
hпл
 
147,08
S   6,96 м 2 .  
21,12
 
Діаметр колони розраховується за формулою: 
 
4 S
D  ,                                                (6.6) 
π
 
4 6,15
D   2,79 м.  
3,14
 
Конструктивний розрахунок колони синтезу 
 
Вихідні дані: 
Температура в колоні синтезу 180 °С; 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
66 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Тиск в колоні синтезу 14 МПа; 
Діаметр колони синтезу 2790 мм. 
 
Розраховується товщина стінки апарату за формулою: 
 
p D
S   с,     мм,                                            (6.7) 
с
2 [σ]φ p
 
де    р – тиск в колоні синтезу, МПа; 
D – діаметр колони, мм; 
[σ] – допустиме навантаження матеріалу, при температурі процесу, 
МПа; 
φ – коефіцієнт міцності зварних швів; 
c – прибавка на корозію та ерозію, мм. 
 
Приймаю: 
[σ] для сталі Ст 3 = 128 МПа, [17, табл. 4, с. 38]; 
φ = 1; 
c = 8 мм. 
 
14  2790
Sс   8  169,4 мм. 
2 128 114
 
Отримане значення товщини стінки округляю до найближчого 
стандартного значення, Sс = 185 мм. 
Знаходжу допустимий внутрішній надмірний тиск за формулою: 
 
2  σφ  Sс  c
p ,      МПа,                                     (6.8) 
D  Sс  c
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
67 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 

  2 128 1 1858  
p  15,27 МПа.
2790  1858
 
 
Товщина стінки розрахована правильно, так як задовольняє умову р < [p] 
14 МПа < 15,27 МПа. 
 
Товщину випуклого днища ослабленого чотирма отворами розраховую за 
формулою, мм: 
 
p
SД K K0 Dф  с,                                           (6.9) 
σφ
 
де    К – коефіцієнт, який залежить від типу способу закріплення; 
К0 – коефіцієнт ослаблення отворами; 
Dф – діаметр осьового кола болтів фланців, мм. 
К = 0,41. 
Dф = D. 
Коефіцієнт ослаблення кришки отворами. 
 
3
 d 
1 0
 
 D 
K 0  ,                                               (6.10) 
 d 
1 0
 
 D 
 
 d
де   0 
   – максимальна сума довжин хорд отворів в найбільш 
 D 
ослабленому діаметрі днища або кришки, мм. 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
68 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Приймаю що найбільш ослаблений діаметр днища проходе через центри 
отворів. 
 3 3 3 3
 200   200   200   100  
1            
 
 2790   2790   2790   2790  
K0   0,998.
 200   200   200   100 
1           
 2790 
  2790   2790   2790   
 
Підставляю отримані значення в формулу 6.9 
 
14
S Д  0,410,998 2790 8  377,55 мм.  
128 1
 
Приймаю стандартне значення товщини днища SД = 400 мм. 
Товщину кришки, що відокремлюється розрахуємо також за формулою 
6.9, попередньо визначивши коефіцієнт ослаблення отворами за формулою 
6.10. 
 
 3 3 3
 100   80   80  
1         

 2790   2790   2790  

K0   0,999.  
 100   80   80 
1        
 2790   2790 
  2790 
 
14
SК  0,410,999 2790 8  385,93, мм.  
128 1
 
Приймаю стандартне значення товщини днища SК = 400 мм. 
Визначаю допустимий тиск на кришку, МПа: 
 
2
 S 
p  K  c
   σφ,                                  (6.11) 
K K0 D 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
69 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
2
400 8
p  
   128 115,06 МПа. 
 0,410,999 2790 
 
В ході розрахунку було визначено, висоту колони 24 м, діаметр 2,79 м, 
колона в середині обшита листами легованої сталі товщиною 8 мм. Товщина 
стінки колони становить 185 мм, днища 400 мм, кришки 400 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
70 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
7 АВТОМАТИЗАЦІЯ І КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГІЧНОГО РЕЖИМУ 
ВИРОБНИЦТВА 
 
7.1 Вибір та обґрунтування об’єкта автоматизації та системи приладів і 
засобів автоматизації.  
В якості об’єкта автоматизації я обираю колону синтезу. 
Системою автоматичного контролю називають систему, що складається з 
об'єкту контролю і різних пристроїв, що виконують функції вимірювання. Під 
об'єктом контролю розуміють агрегат або процес, в якому вимірюють одну або 
декілька величин. В більшості випадків система автоматичного контролю 
однієї величини включає чотири елементи: об'єкт, чутливий елемент, лінію 
зв'язку і вимірювальний пристрій. Чутливий елемент встановлюють 
безпосередньо в об'єкті контролю, він сприймає величину контрольованого 
(вимірюваного) параметра і перетворить її у відповідний сигнал, що поступає 
по лінії зв'язку до вимірювального пристрою.  
Елементи характеризуються сигналами на вході і виході, званими також 
вхідними і вихідними сигналами. Тут передача сигналу йде в одному напрямі, 
тобто від об'єкту до вимірювального пристрою. Такі системи автоматичного 
контролю називають розімкненими. В деяких системах контролю чутливий 
елемент є елементом вимірювального пристрою. В цьому випадку лінія зв'язку 
між чутливим і вимірювальним елементами відсутня. 
Системи автоматичного контролю підрозділяються на місцеві, 
дистанційні і телевимірюючі [21].  
 Автоматичний контроль можна здійснювати і на відстані від 
контрольованого об'єкту, подовживши лінію зв'язку між чутливим елементом і 
вимірювальним пристроєм. В цих випадках система місцевого контролю 
ускладнюється введенням у вимірювальний пристрій перетворювача для 
перетворення результату вимірювання в пропорційний пневматичний або 
електричний сигнал. Останній містить інформацію про величину 
вимірюваного параметра і по відповідній лінії зв'язку передає її іншому 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
71 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
вимірювальному пристрою, розташованому на відстані від об'єкту контролю. 
В другому вимірювальному приладі здійснюється зворотне перетворення 
сигналу, переданого по лінії зв'язку, в результат вимірювання. Подібна система 
автоматичного контролю називається дистанційною. Таким чином, 
дистанційна система контролю має два вимірювальні пристрої: первинний і 
вторинний прилади. 
Залежно від виду енергії, що використовується, дистанційні системи 
підрозділяються на пневматичні, електричні і гідравлічні. 
В хімічній, нафтохімічній і промисловості по виробництву мінеральних 
добрив в основному застосовують пневматичні дистанційні системи 
автоматичного контролю. Електричні системи використовують значно рідше, а 
гідравлічні  не застосовують взагалі. 
В пневматичних системах використовується енергія стисненого повітря. 
До первинного приладу підводиться повітря під постійним надмірним тиском 
0,14 МПа (1,4 кгс/см2), а на його виході тиск змінюється залежно від величини 
вимірюваного параметра в межах від 0,02 до 0,1 МПа (від 0,2 до 1,0 кгс/см2). 
Пневматичні засоби автоматизації характеризуються великими 
функціональними можливостями, простотою конструкції і високою надійністю. 
За допомогою засобів пневмоавтоматики можна реалізувати алгоритм 
управління практично любої складності. 
Основний недолік пневматичних систем − уповільнена передача сигналу. 
Але швидкодія засобів автоматики при автоматизації багатьох технологічних 
процесів не являється головним фактором. 
Іншим недоліком пневматичних систем є підвищені вимоги до осушки і 
очистці стисненого повітря.  
Для контролю за роботою складних виробничих процесів промисловість 
випускає управляючі пневматичні установки «Номінал», «Ритм», «Раціон», 
«Біном» і агрегатну пневматичну систему «Курс-2» [23]. 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
72 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
7.2 Визначення об’єму автоматизації 
 
Об’єм автоматизації технологічного процесу занесені в таблицю 7.2. 
 
Таблиця 7.2 – Об’єм автоматизації технологічного процесу 
 
Технологіч- Параметр, Можливий Місце Вимоги до Примітки 
ний об’єкт що діапазон відбору схеми 
вимірюють зміни імпульсу автоматизації 
або параметру 
регулюють 
1 2 3 4 5 6 
перед 
витрати вимірювання, 
трубопро- 85,3-85,6 випарним регулюван-
плаву регулювання, 
від т/год. апаратом ня клапаном 
карбаміду сигналізація 
1 ст. 
випарний в вимірювання, регулюван-
темпера- 130 ± 10 
апарат       0 середині регулювання, ня подачею 
тура С 
1 ст. апарату сигналізація пари  
вимірювання, 
випарний сепара- регулюван-
рівень регулювання, 
апарат       40-50% ційна ня подачею 
плаву сигналізація, 
1 ст. частина плаву 
блокування 
  
випарний в вимірювання, регулюван-
апарат       температу- 140 ± 10°С середині регулювання, ня подачею 
2 ст. ра апарату сигналізація пари 
   вимірювання, 
випарний      сепара- регулюван-
регулювання, 
апарат       рівень 40-50% ційна ня подачею 
сигналізація, 
2 ст. плаву частина плаву 
блокування 
  після 
трубопро- витрати випар- вимірювання, 
59,8-61 регулюван-
плаву ного регулювання, 
т/год. ня клапаном 
від апарату сигналізація 
карбаміду 
2 ст. 
  
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
73 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
7.3 Рішення автоматизації технологічного процесу 
 
На стадії синтезу карбаміду протікає основна реакції, яка проходить в дві 
стадії: 
NH3 + CO2 <=> NH4O−CO−NH2      + 159 кДж 
                                                                               t, 0C 
NH4O−CO−NH2 <=>  (NH2)2CO + H2O     − 29 кДж. 
 
Найбільш ефективні умови визначаються глибиною і ступінню перебігу 
обох реакцій, а також фізичним станом реакційної суміші. Ступінь 
перетворення СО2 залежить від температури, тиску та співвідношення 
NH3:CO2:H2O, тривалістю процесу. При одночасному перебігу обох реакцій 
теплота утворення карбамату амонію компенсує ендотермічний ефект його 
дегідратації і забезпечує необхідний розігрів суміші до оптимальної 
температури. 
За принципом Ле-Шательє реакція розкладу карбамату оборотна, 
ендотермічна, тому підвищення температури зсуває рівновагу вправо. При 152 
0С карбамат плавиться і тиск насиченої пари складає 83,3 атм., тому 
перетворення карбамату в карбамід відбувається у рідкій фазі  при високих 
тисках і відповідних температурах. 
В результаті протікання цих реакцій в колоні синтезу утворюється 
трьохфазова система NH4CO2NH2 − (NH2)2CO − (CO2+NH3). Для даної системи 
є така область температур і тисків в якій можливе утворення карбамату. 
Мінімальна температурна межа цієї області становить 152 0С, тиску − 8,33 
МПа.  
Оптимальна температура синтезу 160 − 185 0С. Якщо температура буде 
нижчою, відповідно буде нижчий ступінь перетворення (45 – 55 %). Вище 200 
0С нагрівати теж не можна, тому що утвориться сильно корозійне середовище і 
метал може не витримати. При нагріванні плаву вище 240 0С карбамід 
розкладається на біурет. 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
74 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
  Карбамід утворюється з карбамату в основному в рідкій фазі.  
Але карбамат нестійка сполука при нагріву легко розпадається на аміак і 
СО2. Під атмосферним тиском карбамат розкладається повністю при            57 
– 59 0С. Однак з підвищенням тиску температура розпаду підвищується. 
Кожному значенню тиску відповідає певна температура розкладу. Таким 
чином, щоб провести синтез карбаміду тиск повинен бути 180 – 200 ат. 
При стехіометричному співвідношенні компонентів ступінь перетворення 
не перевищує 55 %. Якщо вести процес при 80 % − 100 % надлишку аміаку то 
рівноважна ступінь перетворення досягне 70 – 75 %. Причина цього в тому, що 
надлишковий аміак розчиняючись в плаві частково зв´язує воду, що 
виділяється по другій реакції, завдяки чому рівновага зміщується в бік 
утворення карбаміду. 
Процес утворення карбамату відбувається зі значним виділенням тепла. 
Щоб вести його безперервно при стехіометричному співвідношенні необхідно 
постійно відводити тепло з реакційної зони. Однак відводити тепло з апарату 
високо тиску складане завдання і при відповідному надлишку аміаку і 
температури можна вести процес так, щоб тепло що виділялося йшло на 
підігрів реакції, тобто процес проводити авто термічно.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
75 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
8 АНАЛІТИЧНИЙ  КОНТРОЛЬ ВИРОБНИЦТВА 
 
Аналітичний контроль  -  це складна система, що дозволяє отримати дані 
про хімічний склад, які необхідні для матеріального виробництва, 
раціонального використання природних ресурсів і охорони навколишнього 
середовища, наукових досліджень. Аналітичний контроль виробництва 
включає в себе практичне застосування теорії та методів аналітичної хімії до 
визначення складу конкретних об'єктів якого виробництва. До недавнього часу 
його називали технічним аналізом. При цьому виділяють наступні приватні 
цілі: вивчення та оцінка складу, управління складом. 
Вивчення складу - це встановлення якісного та (або) кількісного складу 
сировини, проміжних продуктів та готової продукції. Оцінка полягає у 
встановленні відповідності вмісту компонента в основній масі речовини 
певним вимогам (критеріям). Синонім оцінки - контроль хімічного складу 
речовин. Управління складом полягає у використанні отриманих даних для 
цілей виробництва, наприклад введення добавок реагентів або зміна умов 
проведення процесу в залежності від складу сировини або напівпродуктів або 
прийняття тієї чи іншої схеми переробки сировини. 
Аналітичний контроль виробництва зображено в таблиці 8.1.
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
76 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
   
Таблиця 8.1 –Аналітичний контроль виробництва.   
 
№ Найменування стадії, Параметр контролю, одиниці Норми ТР і Назва НТД, за якою Методи контролю 
пор процесу, місце заміру вимірювання допустимі проводиться 
параметру або місце відхилення контроль 
відбору 
1 2 3 4 5 6 
1 Газова фаза на виході    О   б'ємна частка суми     
горючих (водень + метан),  
із абсорбера 3,0 % МВВ №Л-М-368-98 Хроматографічний 
%, 
 не більша ніж     
    
Об'ємна частка аміаку, %, 0,4 % МВВ №Л-М-11-2002 Титрометричний 
 не більша ніж  
   
 
2      
Газова фаза перед Об'ємна   частка аміаку, %  По факту МВВ №Л-М-11-2002 Титрометричний 
промивачем     
     
    
Арк. 
КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
76 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
 
Кінець таблиці  8.1  
1 2 3 4 5 6 
3 Газова фаза після Масова частка аміаку,      
%, 
промивача 0,25 % МВВ №Л-М-11-2002 Титрометричний 
не більша ніж 
   
 
4      
Об'ємна   частка аміаку, %,  
Газова фаза на виході 0,4 МВВ №Л-М-11-2002 Титрометричний 
 не більша ніж 
із абсорбера 
5 Розчин карбаміду на Масова  частка аміаку, %,  5,0 МВВ №К-М-210-84 Титрометричний 
 не більша ніж 
вході в десорбер    
 
Масова частка карбаміду, %, 1,5 МВВ №Л-М-210-84 Титрометричний 
 не більша ніж 
   
 
Масова концентрація    
карбаміду, мг/дм3,  
15000 МВВ №Л-М-195-87 Фотоколориметричний 
не більша ніж 
6 Розчин карбаміду на Масова   частка аміаку, %,   1,6 МВВ №К-М-210-84 Титрометричний 
не більша ніж 
вході в гідролізер    
 
 Масова частка карбаміду, %,   МВВ №Л-М-195-87 Фотоколориметричний 
не більша ніж 
 
 
Арк. 
КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
77 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
9 ЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА ВИРОБНИЦТВА 
 
 
Шкідливими викидами виробництва карбаміду являються аміак та 
пил карбаміду. Викид повітря, що здійснюється за допомогою систем  
місцевої витяжної вентиляції, передбачається вище зони аеродинамічної 
тіні будівель та споруд, що забезпечує розсіювання шкідливих 
показників до границі, не перевищеної допустимих концентрацій для 
території  промислової площадки, що становить 30 % від гранично – 
допустимих концентрацій в повітрі робочої зони приміщень. 
Для очищення повітря від пилу карбаміду та аміаку слабким 
розчином карбаміду служить установка РДА (поз. С -601 А, В, С, Д). 
Пилогазоочисна установка промивача поз. С-26  служить для    утилізації 
газоподібних аміаку та діоксиду вуглецю аміачною  водою та стічною водою 
із газів, що відходять із збірника аміачної води поз. V-703, збірника розчину 
карбаміду поз. V-302 та скрубера абгазів поз. С-304 з    метою скорочення 
шкідливих викидів (аміаку і діоксиду вуглецю) в    атмосферу. 
Установка нейтралізатора поз. С-705 призначена для доочищення   
абгазів, в яких об’ємна частках аміаку і горючих в сумі не більше ніж 3 %.  
Уловлювання аміаку з газів, що відходять, у нейтралізатор поз. С-705    
здійснюється слабким розчином конденсату сокової пари, або аміачної    
води, що подається з конденсатора II ступеня випарки поз. Е-704. 
Очищене повітря викидається в атмосферу, а насичений розчин     конденсату 
сокової пари направляється в збірник аміачної води поз. V- 703 для 
подальшої його переробки. Під час технологічного процесу отримання 
карбаміду утворюються стічні води. При вмісті в них аміаку не більше ніж 
100 мг/м3 та карбаміду не більше ніж 300 мг/м3 вони поступають в 
промислову каналізацію та на установку НДФ. 
Арк. 
КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
78 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
Таблиця 9.1 - Рідкі відходи 
Найменування стадії Кількість (одиниці) 
№ Їх склад після 
виробництва відходів, Метод очищення 
п/п очищення, % 
викидів, стоків 
На 1 тону готової 
За рік 
продукції 
1 Кислий конденсат. Масова 3,85 205,71 кг Уловлюються 
Установка очищення концентрація  шаром,насадки 
діоксину вуглицю від - або абсорбентом і 
апаратів.  вуглекислоти розщеплюються 
 (Н2СО3), не мікроорганізмами 
більше 0,11 г/дм3; активного мулу 
- масла, не більше 
25 мг/дм3 
2 Кислий конденсат, Масова 0,848 933 кг Гідрування 
компресія СО2  концентрація  органічних,з’єд-
Сепаратор, збірник. СО2, не більше нань в 
0,972 г/дм3 сірководень на 
алюмокобальт-
молібденовом 
каталізаторі  
 
Арк. 
КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
79 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Кінець таблиці  9.1 
3 Стічна вода після Карбаміду, 0,950 833 кг Хімічний процес 
десорбції. Проміжні способу очистки 
не більше 300 
залежить від ре- 
мг/дм3 циклу і 
очищається 
Аміаку, не 
методом 
більше 100 мг/дм3 хлорування 
СО2, не більше 150 
мг/дм3 
 
   4 Паровий конденсат, Масова 1,01 784 кг Способу парового 
 виробництво карбаміду,  концентрація:   риформінгу або 
 Насос, збірник. іона амонія  5,0   способу парового 
  мг/дм3   крекінгу  
      
      
      
   
  
  
 
 
 
 
 
 
Арк. 
КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
80 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
10 ОХОРОНА ПРАЦІ 
 
 
10.1 Аналіз умов праці та оцінка безпеки в надзвичайних ситуаціях на 
робочому місці апаратника грануляції 
 
Виробництво карбаміду визначається такими факторами небезпеки згідно 
класифікації ГОСТу 12.0.003-74 на робочому місці апаратника гранулювання:        
– використанням теплоносія (пари водяної) і переробкою плаву і розчинів 
карбаміду з високою температурою;  
– необхідністю періодичного очищення решіток «киплячого» шару 
апарату з перебуванням персоналу всередині грануляційної башти при 
працюючому агрегаті;  
– наявністю у виробництві великої кількості механізмів, які мають рухомі 
і обертові деталі (конвеєрів, насосів, вентиляторів);  
– використання в процесі виробництва електроенергії, а також 
можливістю утворення і накопичення статичного струму при приміщенні 
сировини і продуктів у трубопроводах і апаратах. 
На робочому місці апаратника  гранулювання  мають місце фізичні,  
хімічні і психофізіологічні  небезпечні і шкідливі  виробничі фактори. 
До фізичних  шкідливих  і небезпечних  чинників відносяться: 
- частини насосів, двигунів, вентиляторів, що обертаються; 
- підвищена  температура  поверхні  устаткування, трубопроводів; 
-  підвищений рівень шуму, підвищений рівень вібрації; 
- висока  напруга  в колах електродвигунів, замикання яких може   пройти 
через тіло  людини; 
- розміщення обладнання на значній висоті,  щодо поверхні землі. 
 
 
 
 
Арк. 
КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
81 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
В результаті  тривалої  дії шуму у людини  порушується нормальна 
діяльність  серцево-судинної і нервової системи, травних і кровотворних 
органів, можливо зниження і навіть втрата слуху. Підвищена вібрація діє на 
центральну нервову систему, шлунково-кишковий тракт, вестибулярний 
апарат, викликає  запаморочення,  оніміння  кінцівок, захворювання суглобів. 
Щоб уникнути  травмування  не проводити  ремонтні роботи на устаткуванні, 
що знаходиться в роботі, за винятком підтяжки сальників  насосів. 
Трубопроводи, що мають підвищену  температуру, повинні мати 
теплоізоляцію щоб уникнути  термічних  опіків.  
До хімічних   небезпечних і шкідливих  речовин належать: 
- аміак; 
- оксиди вуглецю; 
- пил карбаміду; 
- загазованість  території цеху  шкідливими газами  або парами інших 
цехів  товариства. 
Найнебезпечніше, коли через органи дихання і організм людини 
потрапляють  шкідливі  хімічні речовини, що знаходяться в  газоподібному або  
туманоподібному стані,  які  потім  проникають безпосередньо в кров. 
Велику небезпеку становить азот, що був використаний для продування 
апаратів. Потрапивши в атмосферу, насичену  азотом, людина відчуває  задуху 
через нестачу кисню. 
Шкідливі речовини можуть потрапити в  організм людини через харчовий 
тракт, головним чином, через недотримання  заходів особистої гігієни (прийом 
їжі на робочому місці, погане миття рук перед їжею і т.д.) 
Психофізіологічні  небезпечні   і шкідливі виробничі чинники: 
а) фізичні  перевантаження; 
б) нервово-психічні  перевантаження. 
Фактори виробничого середовища вказані в Таблиці 10.1. 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
823 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Таблиця 10.1 – Фактори виробничого середовища 
III клас – шкідиві і Небез- Прим
№ Фактори виробничого небезпечні умови і печний . 
п/ середовища і трудового характер праці (екстре-  
 
п процесу Ступені мальний)  
1 2 3 4 IV  
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 
1 Шкідливі хімічні речовини          
Клас  небезпеки  IV       
Назва аміак 2 20 - - - - Доп. 
Клас  небезпеки  III 0       
Назва оксиди вуглецю 4 2 - - - - Доп. 
2 Вібрація / загальна і   107   Нед
+ - - - 
локальна /, м/с2 105 оп. 
3 Шум (еквівалентний), дБА 8   Доп. 
85 + - - - 
80 
4 Інфразвук, Гц/дБ    Доп. 
4/10 + - - - 
4/105 
5 Ультразвук, кГц/дБ 12,5/80 12,5/80  - - - -  Доп. 
6 Електромагнітне 3    
випромінювання, 15/30 + - - - 
0/20 
МГц - В/м 
7 Електростатичне поле, кВ/м        Доп. 
5 - - - - 
10 
8 Постійне магнітне поле,   Доп. 
      
кА/м 4 - - - -  
7 
 
 Мікроклімат у приміщенні: 24-26    
 - температура повітря (23-  
 (теплий/холодний), С 27)    26 Доп. 
  - - - - 
9    
+ - - - 
20-22 24 Нед
(18- оп. 
22)  
- швидкість руху повітря    
(теплий/холодний), м/с 0,1/0, 0,5 + - - - Нед
3 оп. 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
84 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
Норма
тивне 
значення 
Фактичне 
значення 
Тривалість дії  
фактора 
    % за  зміну 
 
Кінець таблиці 10.1 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 
9 - відносна вологість    
повітря 40-60 70 + - - - Нед
(теплий/холодний), % оп. 
 
 
Освітлення     
10 + - - - Нед
- природнє,  % 1,75 1,5   
 - + - - оп. 
- штучне, Лк    400 
 
1250 
11 Загальна оцінка   Доп. 
напруженості праці - + - - Опт. 
 
12 Загальна оцінка умов  - - -  Доп. 
праці + Опт. 
 
 
Таким чином , джерелами небезпеки є: підвищена рівень вібрації – І ст., 
підвищений рівень електростатичного поля – І ст., підвищений рівень шуму – І ст., 
підвищений рівень вологості – І ст., підвищена швидкість повітря в теплий період 
року – І ст.,  знижений рівень природного – І ст та штучного освітлення – ІІст.  
Технічний  та організаційний рівень робочого місця не відповідає 
нормативним вимогам. Робоче місце атестовано за другим ступенем небезпеки.  
Грануляційна башта підлягає  класу приміщення П- IІ а за класифікація 
приміщень та зовнішніх установок по електрообладнанню (ПУЕ).  
Ураження   електричним струмом відбувається в тих випадках,  коли  з 
електроприводом, який не має ізоляції, стикається оголена частина тіла  або 
мокрий  одяг. Можливе ураження електрострумом без безпосереднього  контакту з 
струмоведучими частинами  -   при переміщенні по землі близько пошкодженої  
електроустановки (крокова напруга), під час переходу напруги  на інші  металеві 
конструкції  при замиканні на них струмоведучих частин. 
Виробництво карбаміду з метою забезпечення пожежної безпеки оснащена 
стаціонарною системою автоматичного пожежогасіння для обслуговування 
кабельних галерей. 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
85 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Горючим матеріалом є електричні кабелі, ефективним засобом гасіння 
пожеж і кабельних приміщень є установка пожежогасіння ГВП-600. 
Установка пожежогасіння ГВП-600 необхідна для отримання повітряно-
механічної піни шляхом перетворення її з водного розчину піноутворювача. 
Кратність піни 70-100 при цьому генератор чудово справляється з гасінням ГР 
(горючі рідини) рідин які легко спалахують а продуктивність дозволяє йому 
оперативно ліквідувати загорання в важкодоступних приміщеннях  
 Вогнегасною сумішшю є чотирьох процентний розчин піноутворювача у 
воді. Заповнюючи об'єм приміщення, що горить, піна різко знижує температуру і 
задимлення,  забезпечує надійне гасіння горіння  оболонки кабелів. 
     У системі пожежогасіння виконана аварійна і попереджувальна сигналізація. 
У приміщенні ЦПК (корп. 733/1) включається світлозвукова сигналізація від 
електродатчиків і клапанів та попереджувальної сигналізації, яка оповіщує про: 
-  відключення автоматичного пуску установки; 
- контроль напруги на основному і резервному введенні; 
- несправність ланцюга електродвигунів, електровентилів на встановлених 
клапанах секцій; 
- відключення звукової сигналізації.  
У цеху передбачені такі засоби пожежогасіння: 
- порошкові вогнегасники; 
- вуглекислотні вогнегасники; 
- пересувний вуглекислотний вогнегасник ОУ-80; 
- азот; 
- азбестове полотно; 
- пожежогосподарська вода; 
- пара; 
- пісок. 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
86 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Порошкові і вуглекислотні вогнегасники встановлені у всіх виробничих 
приміщеннях. Водне пожежогасіння передбачене у всіх виробничих приміщеннях, 
транспортних галереях, на етажерці синтезу і на гранбашті. У маслопункті цеху 
передбачено гасіння пожежі парою. 
Вогнегасники встановлюються у легкодоступних та помітних місцях 
(коридорах, біля входів або виходів з приміщень тощо), а також у 
пожежонебезпечних місцях, де найбільш вірогідна поява осередків пожежі. При 
цьому необхідно забезпечити їх захист від прямих сонячних променів та 
безпосередньої (без загороджувальних щитків) дії опалювальних та нагрівальних 
приладів.  
 
10.2 Укриття в сховищах. 
 
Сховище є найбільш надійним захистом від усіх небезпечних чинників: 
високих температур і шкідливих газів у зонах пожеж, вибухонебезпечних, 
радіоактивних і сильнодіючих отруйних речовин, обвалів і уламків зруйнованих 
будинків і споруд тощо, а також засобів масового ураження і звичайних засобів 
ураження. Воно обладнане комплексом інженерних споруд, що забезпечують 
необхідні умови життєдіяльності протягом певного часу. 
За місцем знаходження сховища бувають вбудованими (у підвалах будинків) 
і відокремленими (поза будинками), їх споруджують заздалегідь, у мирний час, але 
їх можуть будувати і в період загрози нападу або під час воєнних дій (швидко 
зведені). 
За місткістю розрізняють малі сховища (150. -300 чол.), середні (300-600 
чол.) і великі (понад 600 чол.). 
Сховища мають фільтровентиляційні установки (ФВУ) промислового 
виготовлення. ФВУ очищає зовнішнє повітря, розподіляє його по відсіках і 
створює у захисному приміщенні надлишковий тиск, що перешкоджає 
проникненню зараженого повітря через тріщини і щілини. 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
87 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
В усіх сховищах передбачаються два режими вентиляції: 
 чистої, коли зовнішнє повітря очищається від пилу, 
 фільтровентиляції, коли воно проходить крізь поглинальні фільтри, де 
очищається від радіоактивного пилу, отруйних речовин, СДОР і 
бактеріологічних засобів. 
Система водопостачання забезпечує людей водою для життя і гігієнічних 
потреб від зовнішньої водопровідної мережі. На той випадок, коли водопровід 
перестане діяти, передбачено аварійний запас води або її джерело. Кожна захисна 
споруда має систему каналізації для відводу фекальних стоків. Санвузол 
влаштовують у приміщенні, ізольованому перегородками від секцій сховища, 
обов'язково з витяжкою. 
Система опалення сховища працює від опалювальної мережі будинку, під 
яким воно знаходиться. Освітлюється сховище від міської (об'єктної) 
електромережі, в аварійних випадках - від автономної електростанції, а якщо її 
немає - від акумуляторів або ліхтарями. 
Запас продуктів харчування робиться з розрахунку не менше ніж на дві доби 
для кожної людини у сховищі. 
Медичне обслуговування здійснюють санітарні пости і медпункти об'єктів 
народного господарства. 
Правила перебування у захисній споруді 
Населення укривається у захисних спорудах за сигналами ЦО (Цивільна 
оборона).Сигнали ЦО – це повідомлення населення про факт небезпечної аварії, 
стихійного лиха, проводиться засобами масової інформації з метою не 
допустити загибелі людей, забезпечити їм нормальні умови життєдіяльності у 
надзвичайній ситуації.  На підприємствах, існує сигналізація (сирени, ревуни, 
гудки тощо). Заходити до них потрібно організовано, швидко і без паніки. У 
сховищі зручніше розміщуватися групами - з тих, хто разом працює або мешкає в 
одному будинку. В кожній групі призначають старшого. Тих, хто з дітьми, 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
88 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
розміщують в окремих відсіках або у спеціально відведених місцях. Літніх і хворих 
намагаються влаштувати ближче до вентиляційних труб. 
У сховище (укриття) потрібно приходити зі своїми засобами індивідуального 
захисту органів дихання, продуктами харчування і документами. Не дозволяється 
приносити з собою речі громіздкі, з сильним запахом, легкозаймисті, приводити 
тварин. У сховищі забороняється ходити без потреби, шуміти, курити, виходити 
назовні без дозволу коменданта. Всі у сховищі зобов'язані виконувати 
розпорядження чергового по сховищу, надавати посильну допомогу хворим. 
Вихідні данні для розрахунок необхідних приміщень сховищ цеху М-2: 
1. Помешкання для людей, яких необхідно сховати, площею Sn= 80 м2;  
2. Місце для сан.посту, площею Sсп= 4 м2; 
3. Тамбур, шлюз, площею S= 10 м2 ; 
4. Допоміжні помешкання, площею Sдоп= 20 м2 ; 
5. Висота помешкання сховища h=2,5 м; 
6. Кількість найбільшої працюючої зміни N=32 чол; 
7. Конструкції захистку розраховані на динамічні навантаження, утворювані 
надлишковим тиском ΔРф.зах =100 кПа 
8. Перекриття сховища: бетон h1= 50 см; ґрунт h2= 25 см. 
9. Система повітропостачання має 4 комплекта ФВК-1 та 2шт. електроручний 
вентилятор ЕРВ-72-2. 
10. Режим роботи системи повітропостачання −2. 
11. Кліматична зона розміщення об’єкта − 3-тя  
12. Очікувані пожежі − сильні. 
13. Водопостачання забезпечується від міської водопровідної системи. 
14.Тривалість укриття−3 доби.  
 
 
 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
89 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
10.3 Заходи по забезпеченню електробезпеки 
 
Всі приміщення цеху за ступенем небезпеки ураження електричним 
струмом відносяться до особливо небезпечних, тому що можливе одночасне 
дотикання до металевих елементів технологічного устаткування чи до        
металоконструкції будівлі, що з’єднані з землею та металевих частин         
електроустаткування, які можуть опинитись під напругою, а також можливе 
утворення хімічно-активного середовища. В приміщеннях цієї категорії без 
спеціальних засобів захисту від ураження електричним струмом можна 
використовувати переносний ручний електроінструмент всіх видів напругою 
не більше 42 В, а переносні світильники напругою не більше 12 В. 
В цеху використовується електрична мережа з напругою  220 – 380 В з 
глухозаземленою нейтраллю. 
В цеху статична електрика виникає при русі по трубопроводам рідин та газів, 
які здатні електризуватися. Виробничі процеси супроводжуються статичною 
електризацією, тобто виникненням і розділенням позитивних та негативних 
зарядів, які накопичуються і створюють поле з високою електричною 
напруженістю, яка обумовлює електричні розряди. При русі цих речовин в 
апаратах та трубопроводах йде тертя між шарами рухомого продукту та 
внутрішньою поверхнею трубопроводів. З метою захисту обслуговуючого 
персоналу від дії розрядів кожухи термоізоляції трубопроводів і апаратів   повинні 
бути заземлені через кожні 40 – 50 метрів за допомогою сталевих провідників. 
Заземлення трубопроводів і апаратів необхідно перевіряти 1 раз за зміну. 
Для запобігання ураження електричним струмом працівників 
електрощитові приміщення повинні бути закриті на замок. 
Обов’язково всі металеві корпуси та кожухи електрообладнання      
повинні бути заземлені, щоб не допустити ураження працівників електричним 
струмом. 
Норми освітлення робочих поверхень надаго в таблиці 10.2 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
90 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
10.4 Освітлення в хімцехах  
 
Таблиця 10.2 - Норми освітлень робочих поверхонь та нормовані 
значення коефіцієнта природного освітлення в разі застосування природного і 
змішаного освітлення. 
Характе- Розря Штучне Природне Штучне 
ристика д освітлення,лк освітлення,КПО% освітлення,КПО% 
Зорової зоро- Верх Бокове Вер Бокове 
роботи вої Комбі- Заг. і У зоні На хнє У На 
робо- новане боко з  сті- решт і зоні з  решті 
ти ве йким і бок стій- тере-
сніго- терет о-ве  ким торії 
вим орії сніго
пок- ви 
ривом пок-
риво
м 
Найвища I 5000- 1500- 10 2.8 3.5 6 1.7 2 
точка  1500 400 
Дуже II 4000- 1250- 7 2 2.5 4.2 1.2 1.5 
висока 1000 300 
точка  
Висока III 2000- 500- 5 1.6 2 3 1 1.2 
точні 400 200 
Середня IV 750-300 300- 4 1.2 1.5 2.4 0.7 0.9 
точність  150 
Мала V 300 200- 3 0.8 1 1.8 0.5 0.6 
точність 100 
Дуже мала VI - 150 2 0.4 0.5 1.2 0.3 0.3 
точність  
Робота зі VII - 200 3 0.8 1 1.8 0.5 0.6 
світлими 
матеріалам
и 
Загальне VIII - 75-30 1-0.5 0.2- 0.3- 0.7- 0.2- 0.2-
спостере- 0.1 0.1 0.3 0.1 0.1 
ження за 
виробни-
чим 
процесом 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
91 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Приміщення хімічних лабораторій забезпечують природним, штучним та 
суміщеним освітленням залежно від характеристики зорової роботи  відповідно 
до вимог ДБН В.2.5-28-2018 “Природне і штучне освітлення”. Місцеве 
освітлення повинно застосовуватись у комбінації із загальним освітленням. 
Застосування лише місцевого освітлення заборонено. Світильники місцевого 
освітлення за своїм улаштуванням повинні відповідати категорії та групі 
вибухонебезпечних речовин і бути влаштовані так, щоб працівник міг за бажанням 
змінити напрям світлового потоку. 
У виробничих приміщеннях глибиною до 6 м при односторонньому 
боковому освітленні нормується мінімальне значення КПО в точці, 
розташованій на перетині вертикальної площини характерного розрізу 
приміщення і умовної робочої поверхні на відстані 1 м від стіни або лінії 
максимального заглиблення зони, найбільше віддаленої від світлових прорізів. 
У великогабаритних виробничих приміщеннях глибиною більше ніж 6 м при 
боковому освітленні нормується мінімальне значення КПО в точці на умовній 
робочій поверхні, віддаленій від світлових прорізів: - на 1,5 м висоти від 
підлоги до верху світлових прорізів для зорової роботи І - IV розрядів; - на 2 м 
висоти від підлоги до верху світлових прорізів для зорової роботи V - VII 
розрядів; - на 3 м висоти від підлоги до верху світлових прорізів для зорової 
роботи VIII розряду. У виробничих приміщеннях із зоровою роботою І-ІП 
розрядів слід використовувати суміщене освітлення. Допускається 
застосовувати верхнє природне освітлення у великопрогонових складальних 
цехах, де роботи виконуються в значній частині об'єму приміщення на різних 
рівнях підлоги і на різноорієнтованих у просторі робочих поверхнях. При 
цьому нормовані значення КПО приймаються для розрядів І, II, III відповідно 
10; 7; 5 %. 
В більшості випадків в хімцеах використовується змішане освітлення  
відповідно до заданих норм. Наприклад: LED-світильники для складу (Лінійний 
світильник GLN-258-PL-01); Панелі 600х600 мм і растрові світильники з лампами 
Т8; різноманітні прожектори, консольні світильники, та інші. 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
92 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
11 ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ 
 
 
11.1 Дослідження ринку та забезпечення випуску продукції 
 
Цех по виробництву карбаміду слід розташувати на території 
Черкаського ПАТ “Азот”. Вибір місця будування цеха ґрунтується на таких 
основних факторах: сировинний, паливо – енергетичний, водний, 
транспортний, кадровий .  
Основна сировина – двооксид вуглецю та аміак. 
Джерелом пари є Черкаська ТЕЦ. Постачання підприємства 
електроенергією здійснюється від системи “Київенерго” через черкаську 
підстанцію. Що ж до електроенергії  та  природного газу то джерелом першої є 
ГЕС, а газ поступає з газопроводу, що проходить через територію Черкаської 
області. 
З північного сходу від підприємства знаходиться річка Дніпро, звідки 
здійснюється відбір води на технологічні потреби. У водопостачанні заводу 
бере участь і міськводоканал. Питна вода надходить у резервуари і далі 
насосами подається в цехи заводу на виробничі і побутові потреби. 
Для очищення стічних вод ПАТ “Азот” має власні очисні споруди, а 
також передбачається будівництво власного корпусу підготовки води 
безпосередньо для забезпечення технологічних потреб виробництва. 
Через місто проходить залізниця, що належить до Одеської залізниці, 
також можливе транспортування продукції водним шляхом – річкою Дніпро. 
Наявність трудових ресурсів та можливість підготовки молодих 
спеціалістів у Черкаських вищих та середніх спеціальних навчальних закладах. 
Черкаський ПАТ “Азот” проектувався і був побудований для випуску 
сільськогосподарської добривної продукції і має у своєму розпорядженні 
устаткування, що може бути застосоване для випуску карбаміду. 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
93 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
11.2 Маркетинг-план 
 
Готовий продукт – карбамід відповідає вимогам та нормам “Карбамід. 
Технічні умови. ГОСТ 2081 - 92”. Карбамід виготовляється для потреб нашого 
народного господарства та для постачання на експорт.  
Отримання карбаміду у системах із стрипінг-процесом пов’язане з 
найнижчими капітальними витратами. При зведенні витрат енергії до нуля 
собівартість продукції може стати найнижчою у порівнянні з його собівартістю 
за іншими методами отримання. Це дасть змогу підприємству зайняти вигідну 
конкурентну позицію на ринку. При збільшенні потужності агрегату питомі 
капіталовкладення ще більш знижуються. 
Своєчасне впровадження технічних розробок та доведення режиму 
виробництва до оптимальних умов дає змогу знизити собівартість карбаміду, 
разом з цим підвищити об’єм виробництва та якість продукції. 
Велике значення приділяється на підприємстві ціновій політиці по  
відношенню до закупівельних цін на сировину. Ведеться широка рекламна 
кампанія: шляхом спонсорської підтримки підприємством, допомоги міській 
владі в проведенні різноманітних  культурно - масових заходів. 
Основні цілі, які прагне досягнути підприємство ПАТ "Азот": підвищити 
якість продукції, з метою задоволення вимог та очікувань споживачів 
(замовників) до якості; збільшити обсяги продажів та реалізації виробленої 
продукції; поступово впроваджувати сучасні технології виробництва; 
підтримувати конкурентоспроможність продукції; зменшити вплив на 
навколишнє середовище істотних аспектів за рахунок впровадження передових 
та економічно обґрунтованих технологій; знизити  дію небезпечних факторів та 
ризиків для працюючих . 
Ціна на карбамід визначається з врахуванням собівартості продукції, 
очікуваного прибутку та аналізу цін на аналогічний продукт у конкурентів. 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
94 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
При цьому підприємство дотримується стратегії зниження ціни при замовленні 
значної кількості продукції . 
При організації реалізації продукції застосовується прямий маркетинг, 
який виключає будь-яких посередників між виробником та споживачем 
продукції. 
Велика увага підприємства зосереджена на рекламі продукції. Головними 
завданнями рекламної діяльності підприємства є: збільшення попиту на 
карбамід, переконання у високій якості продукції, створення позитивного 
іміджу підприємства. Для розповсюдження реклами використовується 
різноманітні засоби масової інформації: телебачення, Інтернет, радіо, газети, 
журнали. Також реклама розміщується на великих стендах. Також налагоджена 
система замовлення продукції ПАТ "Азот" через мережу Іnternet. 
Отже, для того щоб ПАТ "Азот" був конкурентоспроможним на ринку 
йому необхідно дотримуватися обраної стратегії маркетингу, розробляти нові 
форми і методи реклами, доставки і збуту продукції, стежити за коливанням 
ціни на продукцію. 
 
11.3 Виробничий план підприємства 
 
11.3.1 Вибір методу виробництва та режиму роботи цеху 
 
Синтез карбаміду здійснюється в дві стадії. Спочатку із оксидів вуглецю 
і аміаку утворюється карбамат амонію, потім проводиться його дегідратація. 
Ступінь перетворення оксидів вуглеводу в карбамат залежить від температури, 
тиску, співвідношення компонентів реакції, тривалості процесу і деяких других 
факторів. При одночасному протіканні обох стадій синтезу карбаміду теплота 
утворення карбамату амонію компенсує ендотермічний ефект реакції його 
дегідратації і забезпечує необхідний розігрів суміші до оптимальної 
температури синтезу карбаміду. 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
95 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
У світовій практиці виробництва карбаміду застосовують різноманітні 
процеси з повною рециркуляцією аміаку, що не прореагували, і оксиду 
вуглецю (ІV). Ці процеси можна класифікувати приблизно таким чином: з 
рециркуляцією розчинених NH3 і СО2; з рециркуляцією суспензії карбамату 
амонію; процеси, засновані на розділенні NH3, що не прореагували, і СО2 з 
поверненням їх в цикл; з рециркуляцією гарячих газів; стрипінг-процес синтезу 
і дистиляції 
Найбільш економічно ефективним методом отримання карбаміду є метод 
виробництва карбаміду по стрипінг – процесу. Цей метод характеризується 
відносно низькою витратою енергії та не потребує застосування дорогого та 
енергоємного устаткування.  
Запланована продуктивність цеху карбаміду становить 2400 т/добу.  
Режим роботи цеху дуже напружений. Це цех, де зупинка обладнання може 
призвести до значних витрат сировини, матеріалів чи порушення 
технологічного режиму. Тому процес по виготовленню добрива – 
безперервний. 
Отже, для забезпечення роботи необхідні 3 зміни на добу, при тривалості 
змін – 8 годин. 
 
Необхідна кількість бригад: 
 
24 24
П = +1 = +1 = 4 бригади,   (11.1) 
t 8
зм
де t зм  – тривалість зміни, год. 
 
 
 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
96 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Тривалість змінообігу: 
 
Т зм  = П . а = 4 . 4 = 16 днів,    (11.2) 
де а -  число робочих днів в зміні на протязі тижня. 
Враховуючи вибраний режим роботи, розробляємо графік роботи змін, 
що зображено у таблиці 11.1. 
 
Таблиця 11.1 - Графік роботи змін 
 
 Числа місяця 
Б 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1
Бриг 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 
ади 
1 А А - В В B В - С С С С - - А 
2 С C С С - - А А A А - В В В В 
3 В В В - С С С C - -  -А  А А А - 
4 - - А А А А - В В В В - С C C 
 Числа місяця 
Б 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3
Бриг 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 
ади 
1 А А A - В В B В - С С С С - - 
2 - С С С С - - А А А А - В В В 
3 В В В B - С С С С - - А А А А 
4 С - -  -А  А А А - В В В В - С С 
 
 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
97 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
А – зміна з 8.00 до 16.00 
В – зміна з 16.00 до 24.00 
С – зміна з 24.00 до 8.00 
Кількість вихідних на рік складає: 
16 днів (змінообіг) – 4 вихідних; 
365 календарних – х вихідних; 
           х = 365   . 4 / 16 = 91 день/рік. 
 
11.3.2 Машини та обладнання 
  
11.3.2.1 Фонд часу роботи машин та обладнання 
  
Календарний фонд – це максимально можливий фонд часу роботи 
обладнання на рік : 
 
Fк = 24 ∙ 365 = 8760 год.                       (11.3) 
 
Дійсний фонд (номінальний) дорівнює часу роботи обладнання за рік. Для 
безперервного режиму : 
 
Fд = Fк = 8760 год.                          (11.4) 
 
Ефективний фонд часу дорівнює дійсному фонду за мінусом 
технологічних зупинок і зупинок на ремонт, який проводиться в робочий час:  
 
Fеф = Fд – Tрем – То = 8760 – 756 = 8004 год,   (11.5) 
 
де  Трем – загальна тривалість зупинок обладнання по всіх видах 
ремонту протягом року; 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
98 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
То – тривалість зупинок технологічного характеру за рік. 
 
11.3.2.2 Розрахунок виробничої потужності 
 
Виробнича потужність дільниці визначається продуктвністю основного 
апарату чи агрегату. Виробнича потужність цеху – продуктивністю основної 
дільниці. Виробнича потужність виробництва – продуктивністю основного 
цеху. 
Розрахунок виробничої потужності проводиться за формулою: 
 
                                 N = Q ∙ n ∙ Теф ∙ Kв,       (11.6) 
 
де  Q –  продуктивність агрегату за добу; 
n –  кількість агрегатів; 
Теф –  ефективний фонд часу роботи обладнання; 
Кв –  коефіцієнт виходу продукції. 
Річна потужність схеми 552000 т/рік. Приймаємо кількість втрат 1%. 
  
Вп= 10701300 ∙ 1,01 = 10808300 т/рік.             (11.7) 
 
Тоді продуктивність агрегату за добу буде: 
 
Q = Вп /n ∙ Теф ∙ Kв = 10808300/(1 ∙ 8004 ∙ 0,99) = 1200 т/добу. 
 
 
При визначенні ефективного часу роботи обладнання важливими є 
розрахунки тривалості ремонтних робіт та технічних зупинок : 
 
Теф = Тд – Тк – Трем – Тт.о. ,                                  (11.8) 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
99 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
де Тд - дійсний (номінальний) фонд роботи обладнання, визначений 
раніше (ТД=FД); 
Тк - тривалість капітального ремонту (в системі ППР прийнято Тк = 20 
днів);  
Трем - тривалість зупинок на ремонти за рік: 
 
Трем = αt ·tt ,                                             (11.9) 
 
де αt - кількість ремонтів на рік; 
tt- тривалість зупинок на ремонти. 
Кількість ремонтів кожного виду на  рік визначається за формулою: 
 
а' = а · 8640/t ,                                          (11.10) 
 
де а - кількість ремонтів певного виду в міжремонтному циклі; 
t- тривалість міжремонтного циклу. 
 
Значення тривалості зупинок в ремонті є нормативними і наводяться в 
галузевих нормативах ППР обладнання. В періодичних виробництвах ремонти 
обладнання, які виконуються у вихідні дні або в перервах між робочими 
змінами, не враховуються при підбитті підсумків річних зупинок на ремонти. 
Тривалість технологічних зупинок розраховується за нормами, які 
передбачені технологічним регламентом або правилами технічної експлуатації: 
 
Т  (Т Т )
еф рем к
Т   t ,                                  (11.11) 
t.o. ц.о.
t
ц
 
де tц - тривалість робочого циклу, год; 
     tц.о. -    тривалість зупинок на протязі одного циклу, год. 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
100 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
 Таблиця 11.2 – Річний графік планово-попереджувального ремонту обладнання цеху М – 2   на 2020 р. 
 Нормативи часу Дата 
безперервної роботи остан- Умовне позначення ремонту і час зупинки, год. 
(чисельник) і нього Річна 
Наймену- 
 зупинки на ре- ремонту тривалі-
вання 
монти (знамен- та його I кв II кв III кв IV кв сть 
облад- 
 ник) в годинах позна- зупинок, 
нання 
чення Місяці год. 
По «К» По «Пт» 
К або Пт 
ремонту ремонту 
 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 
Колона 34560 2880 
06.11.19    Пт     Пт     72 
синтезу 728 36 
34560 2880 
Скрубер  17.01.19    Пт          
728 36 
Випарні 17280 2880 
22.02.19       Пт       
апарати 360 36 
 
 
 
КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
100 
 
 
11.3.2.3 Розрахунок вартості основних фондів 
  
До вартості основних фондів відносять вартість будівель та споруд і 
вартість обладнання. 
Таблиця 11.3 – Розрахунок вартості будівель та споруд 
Найменування будівель та Кількість Вартість, % Сума аморт. 
споруд одиниць грн. аморт. відрахувань, грн. 
I  Будівлі     
1. Адміністративно-побутовий 1 90192041,86 3 3005761,23 
корпус     
I2I.   ВСипроорбундиич ий корпус 3  46817 37,40 1 2 56180 8,48 
1. Етажерки 20 29186142,2 3  805584,27 
2. Естакади 5 1075763,5 3 34272,05 
3. Грануляційна башта 1 18562467 3 476874,01 
Всього: 26 118916414,6  4322491,56 
 
 Вартість технологічного, силового, транспортного та іншого обладнання 
визначено за даними заводу, на котрому проходили практику. 
Таблиця 11.4 – Розрахунок вартості обладнання 
Найменування   К-ть Ціна за   Витрати Вартість з % Сума 
обладнання од. одиницю, на урахув. амор- амортиза-
грн. монтаж монтажу тизац ції, грн. 
Компресорна 1 5133201,4 256660,07 5389861,5 15 808479,22 
установка 
Стрипер 1 661235,7 33061,79 694297,49 15 104144,62 
Підігрівач 1 78521,14 3926,06 82447,2 15 12367,08 
аміаку 
Ректифікаційна 1 737561,78 36878,09 774439,87 15 116165,98 
колона 
Вакуум- 1 76854,62 3842,73 80697,35 15 12104,6 
випарник 
Скрубер 2 33254,2 3325,42 69833,82 15 10475,07 
абгазів 
Колона синтезу 1 3894108,3 194705,42 4088813,7 15 613322,06 
Арк. 
КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
101 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Кінець таблиці 11.4 
Випарний 
1 44192,42 2209,62 46402,04 15 6960,31 
апарат 1 ст. 
Випарний 
1 28362,55 1418,13 29780,68 15 4467,1 
апарат 2 ст. 
Підігрівач 3 22452,9 3367,94 70726,64 15 10609 
Конденсатор  1 1130563,8 58303,45 1188867,3 15 237773,46 
Інжектор В.Т. 1 915434,39 50803,8 966238,19 15 193247,64 
Вентилятор 3 18555,7 2783,36 58450,46 15 8767,57 
Насос 6 4258,23 853,37 5111,6 15 1022,32 
Всього 24   13545967,8  2139906,03 
 
11.4 Штати і фонд заробітної плати 
  
11.4.1 Баланс часу роботи працівників. 
 
Баланс робочого часу визначає кількість днів, що повинен відпрацювати 
один середньосписочний робітник на рік в залежності від прийнятого режиму 
роботи цеху та тривалості робочої зміни. 
 
Таблиця 11.5 – Баланс робочого часу одного робітника в днях за рік 
1 Календарний фонд 365 днів 
2 Вихідні дні 91 день 
3 Дійсний фонд часу роботи 274 дні 
4 Неявки на роботу:  
а) відпустка  24 дні 
б) хвороба (сер.) 7 днів 
в) виконання держобов’язків 1 день 
5 Разом невиходів 32 дні 
6 Ефективний фонд часу 1 робітника 330 дні 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
103 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Ефективний фонд робочого часу одного робітника – 330 дні.  
Загальна кількість робочих днів на одного робітника : 
 
              Вроб= (365 / Т зм ) ∙ К роб  = (365 / 8) ∙ 6 = 274 дні,            (11.12) 
де   Кроб  - число робочих днів; 
       Т зм  - тривалість робочої зміни. 
Загальна кількість вихідних днів на одного працівника: 
 
            Ввих= (365 / 8) ∙ К вих.дн. = (365 / 8) ∙ 2 = 91 день,            (11.13) 
 
де   Квих.дн. - число вихідних днів. 
 
11.4.2 Визначення кількості працюючих 
 
Для визначення кількості робітників використовувати норми виробітку 
або норми обслуговування обладнання та апаратури. 
Робочі місця визначені згідно з точками спостережння та операціями 
обслуговування процесу, а також обсягом роботи по управлінню кожним 
апаратом. 
Відповідно ці робочі місця визначаються за кваліфікацією робітника та 
тарифними розрядами, що передбачені тарифно-кваліфікаційним довідником. 
Розрахунок кількості робітників проводиться за явочним списком. Для 
переходу від явочної до списочної кількості необхідно співставити кількість 
днів роботи цеху, з часом роботи окремого робітника на рік. При безперервній 
роботі цеху, кількість днів роботи складає 365 днів, баланс часу роботи одного 
робітника – 330 дні, тоді коефіцієнт переходу від явочної до списочної 
кількості робітників: 
К = 365:330 =1,1. 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
104 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Різниця між списочною та явочною кількістю робітників складає 
додаткову кількість для підміни в графіку змінності та заміни кількості 
працюючих приводиться в узагальнені таблиці чисельності робітників та 
фонду їх зарплати.  
 
11.4.3  Розрахунки фонду зарплати робітників. 
 
Розрахунки фонду зарплати для робітників основних виробництв та 
допоміжних робітників наводяться окремо, тому що зарплата (з нарахуванням) 
робітників основних виробництв при калькуляції собівартості продукції 
включається в окрему статтю витрат, а допоміжних робітників – в склад 
цехових витрат та витрат по утриманню та експлуатації обладнання. При 
цьому допоміжні робітники розподіляються на групи: 
- робітники по обслуговуванню технологічного процесу (КВП і А, 
лаборанти та ін.) – зарплата цієї групи включається в кошторис цехових 
витрат; 
- робітники по нагляду за технологічним обладнанням (чергові 
слюсарі та електрики, налагоджувальники) – зарплата їх включається в 
кошторис витрат по утриманню та експлуатації обладнання; 
- робітники по поточному ремонту технологічного обладнання 
(ремонтні бригади по здісненню поточних ремонтів самими цехами) – зарплата 
включається в склад витрат по ремонту (поточному) обладнання.  
Розрахунки фонду заробітної плати робітників проводяться на основі 
діючих тарифних умов, чисельності основних і допоміжних робітників та 
фонду робочого часу. Враховується величина доплат до основного фонду 
заробітної плати та додаткова заробітна плата робітників (оплата відпусток, 
виконання держобов’язків). Величина доплати до основного фонду заробітної 
плати до тарифного фонду при безперервному виробництві становить 22 %. 
Доплата за роботу в нічний час та інші доплати складають 5 %. Додаткова 
зарплата складає 10 % від основного фонду зарплати. 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
105 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Отримані дані по чисельності робітників та фонду заробітної плати 
заносимо до таблиці 11.6 
Таблиця 11.6 – Розрахунки чисельності робітників та фонду заробітної 
плати 
  Р Оклад, Допла- Загальний Річний 
№ Найменування о грн. та за Ф.З.П в мі- фонд 
професії з роботу сяць, грн. зарплати, 
р в нічну грн. 
я Зміну, 
д грн. 
1 Апаратник вир-ва 
6 6 13800,3 1248,93 33727,44 585320,04 
карбаміду 
2 Апаратник синтезу 
4 5 11700,74 1185 19266,96 385832,4 
карбаміду 
3 Машиніст насосних 
4 4 12500,4 1050 17737,6 375456 
установок 
4 Апаратник 
4 5 12750,8 1020 17791,2 378744 
грануляції 
5 Апаратник очистки 
4 4 12801,5 900 16686 364650 
газу 
6 Апаратник 
підготовки сировини 4 5 12100,4 960 16101,6 349944 
та відпуску продукції 
7 Машиніст 
компресорних 4 5 12500,2 900 15428,8 345948 
установок 
8 Слюсар-ремонтник 
3 6 12100,9 770 10376,7 278971,2 
 
9 Електромонтер по 
ремонту 3 6 12700,7 700 7751,1 253821,6 
електрообладнання 
10 Слюсар по КВП і А 
3 6 12520,5 650 7693,5 250368 
 
11 Лаборант хіманалізу 3 4 9500,64 600 7024,92 205506,72 
12 Прибиральник 
1 - 6000 - 1722,6 92671,2 
приміщень 
13 Комірник 1 - 9500 - 2354,7 142256,4 
 Всього по цеху 
44    173663,12 4009489.56 
 
 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
106 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
Чисельність 
 
11.4.4   Штат і фонд заробітної плати цехового персоналу 
 
Розрахунки штату і фонду заробітної плати цехового персоналу 
проводяться у відповідності до штатного розкладу і посадових окладів 
працівників. Результати розрахунків занесені в таблицю 11.7. 
Таблиця 11.7 – Розрахунки штату і фонду заробітної плати 
Разом 
Ч Міс. Додат- Місячний
Чи- Кате- річний 
№ Найменування сель оклад кова ЗП ФОП, 
горія фонд 
ніс- грн. грн. грн. 
ть ЗП, грн. 
1 Начальник цеху 1 Кер. 45000 3250 14604 754248 
 
2 Заступник 1 Кер 35020 3000 12743 608916 
начальника цеху 
3 Механік цеху 1 Спец 23097 2838 11035 443640 
 
4 Інженер-технолог 1 Кер. 21081 2509 9890 401760 
 
5 Начальник зміни 4 Кер 20070 2390 27768 530736 
 
6 Енергетик 1 Спец 18054 2420 9617 361092 
 
7 Майстер з  1 Спец 17500 2337 7554 328548 
КВП та А 
8 Майстер по 1 Спец 16500 2325 7042 310404 
ремонту обл-ня 
9 Економіст 1 Служ 16500 - 7434 287208 
 
10 Прибиральник 1 Служ 12200 - 4979 206148 
 
 Всього 13    112666 4232700 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
107 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
11.5 Розрахунок собівартості продукції 
 
Розрахунки проводяться у відповідності з встановленими в технологічній 
частині нормами витрат сировини, матеріалів, палива, енергії та у відповідності 
з прийнятим обсягом виробництва. 
 
11.5.1 Розрахунок вартості сировини та матеріалів 
 
Таблиця 11.8 - Розрахунок вартості сировини та матеріалів 
Статті витрат Одиниці Ціна за Витрати на річний випуск 
виміру один., грн Кількість Сума, грн. 
Сировина :     
Аміак  т 16500 262447 4330375500 
Азот  м3 4500 1505,7 6775650 
Кисень  м3 1200 1583 982014,05 
Повітря стиснене м3 350 573,17 20060,5 
Смола     
карбомідоформальдегідна т 7500 2042,47 15318525 
3
Вуглекислий газ м  420 177955 74741100 
Оборотні відходи :     
Конденсат м3 1250 3500 4375000 
Пар (відходи) Гкал 105 469000 53620000 
Допоміжні матеріали :     
Каталізатор кг 120 840 100800 
Всього    4486308650 
 
 
11.5.2 Розрахунки вартості електроенергії, води, пари 
 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
108 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Визначення потреби в електроенергії проводиться окремо за конкретним 
видом обладнання. 
Вартість однієї Квт∙год. електроенергії визначається на основі діючих 
прейскурантів-тарифів на електроенергію. Потреби в силовій електроенергії 
визначають за формулою: 
  
Е сил= N ∙ Т ∙ К ∙ К у ,                                    (11.14) 
де N – потужність двигуна , кВт; 
     Т – час роботи двигунів, год. на рік; 
     К – коефіцієнт навантаження двигуна, К= 0,7; 
     К у  - коефіцієнт, який враховує cos у, К у= 0,95. 
 
При N = 13901 кВт, Т = 8760 год. на рік отримаємо: 
 
Е сил= 13901 ∙ 8760 ∙ 0,7 ∙ 0,95 = 80978885 кВт. 
 
Розрахунок вартості електроенергії, що іде на технологічні потреби 
наведено в таблиці 11.9. 
Таблиця 11.9 – Розрахунок загальної вартості електроенергії 
Вид енергії Потреби, кВт Ціна за Вартість, грн. 
1 кВт 
Силова електроенергія  80978885 11,70 947452954,5 
Для освітлення 278217,3 11,60 3227320,7 
Всього 81257102,3  950680275,2 
 
Потреби в парі для опалення визначаються за формулою: 
 
Q0 = (Т ∙ Н ∙ V) / (i ∙ 100),        (11.15) 
де Т – кількість годин в сезоні опалення; 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
109 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
 
 Н – витрати пару на 1 м3 приміщення, кДж/ год; 
     V – об’єм приміщення, м3; 
      i – тепло випаровування, кДж/ кг. 
Після підстановки даних отримаємо: 
  
Q0 = (4332  . 20  . 28459,1) / (19,46  . 100) = 127055,28 кг. 
 
Таблиця 11.10 - Розрахунок вартості води та пари 
 
№ На які потреби і що Одиниця Потреба на Ціна за Всього, грн. 
витрачається виміру рік один, грн. 
1 На технологічні:     
вода: прісна м3 287675 70,4 20252320 
          вапняна м3 3133325 82,6 258812645 
          оборотна м3 35592395 8,1 288298399,5 
          пар    кг 88058,095 59,8 5265874,08 
2 На технічні  потреби:      
 пар кг 158762,39 59,8 9493990,92 
вода м3 4156,52 8,2 34083,46 
 Всього :    582157312,96 
  
11.5.3 Кошторис цехових витрат основних виробничих цехів 
 
Таблиця 11.11 – Цехові витрати  
N 
Статті витрат Сума ,грн. Примітки 
п\п 
1 Зарплата цехових робітників 2438190,24  
Відрахування на соціальне   
2 
страхування 914321,34 22 % від ЗП 
 
 
  
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
110 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Кінець таблиці 11.11 
Утримання виробничих будівель і   
3 
споруд 11891641,46 10 % їх вартості 
4 Витрати на охорону праці 311194,94 10 % від ЗП 
5 Інші витрати 1244427,84 8 % від ст. 1-4 
 Всього 16799775,82  
 
11.5.4 Кошторис витрат на утримання та експлуатацію обладнання 
 
Кошторис складається на основі попередніх розрахунків та заноситься у 
таблицю 11.12. 
 
Таблиця 11.12 – Утримання та експлуатація обладнання 
№ Статті витрат Сума, грн. Примітки 
1 Утримання і витрати по   
екс плуа-тації виробничого   
обл аднання:   
- за рплата персоналу по нагляду і 588830,6  
обс луговуванню обладнання   
- ві драхування на соціальне 220811,48 22 % від ЗП 
страхування 2709193,56 20% від вартості обл-ня 
- допоміжні матеріали 
 Разом по ст.1 3518835,64  
2 Поточний ремонт обладнання і   
транспортних засобів:   
- зарплата робітників по ремонту 309855,6  
 - нарахування на зарплату 116195,85 22 % від  ЗП 
- послуги РМЦ, запасні деталі 1354596,78 10 % від вартості 
обладнання 
 Всього по ст.2 1780648,23  
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
111 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Кінець таблиці 11.12 
3 Амортизація виробничого облад-   
нання 2139906,03 з табл. 11.4 
 Всього по ст.1-3 7439389,9  
4 Зношування малоцінного інвента-   
рю, інструментів, пристроїв,   
переміщення вантажів по території, 371969,5 5% від суми витрат по 
інші витрати ст.1-3 
 Разом по кошторису 7811359,4  
 
11.5.5 Калькуляція собівартості продукції 
 
Розрахунки витрат на виробництва продукції використовуються на весь 
обсяг продукції підприємства по статтях калькуляції. Калькуляція собівартості 
заноситься в таблицю 11.13. 
В статтю «Інші виробничі витрати» включають відрахування або витрати 
на НДР, витрати на стандартизацію, відрахування на маркетинг тощо. 
Для виробничої сфери собівартість включає такі виробничі затрати: 
1. Прямі затрати: 
а) сировина, матеріали, напівфабрикати; 
б) основна зарплата робітників; 
в) додаткова зарплата робітників; 
г) нарахування на зарплату; 
д) паливо і енергія;  
е) витрати на освоєння нових виробів. 
 
 
 
 
 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
112 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
 
Таблиця 11.13 – Калькуляція собівартості продукції 
Статті витрат Ціна за Витрати на річний Витрати на 
один., випуск одиницю 
грн. Кіль- Сума, грн. Кількість Сума, 
кість грн. 
1 2 3 4 5 6 7 
1. Сировина :       
    Аміак  т 16500 262447 4330375500 0,57694 692,68 
    Азот  м3  4500 1505,7 6775650 0,00331 1,5 
    Кисень  м3 1200 1583 982014,05 0,00348 2,16 
    Повітря стиснене м3 98,55 573,17 20060,5 0,00126 0,12 
Смола карбомідо-       
формальдегідна т 7500 2042,47 15318525 0,00449 7,97 
    Вуглекислий газ м3 420 177955 74741100 0,3912 56,71 
1 2 3 4 5 6 7 
2. Оборотні відходи           
конденсат м3 1250 3500 4375000 0,008 3,5 
3.Допоміжні       
матеріали :       
Каталізатор кг 120 840 100800 0,0018 0,009 
Пар (відходи) Гкал 105 469000 53620000 1,03 88,67 
Всього :    3374950628  853,31 
4. Інші затрати:       
Пар кг 150 246820,49 14266224,03 0,54 31,36 
Електроенергія  кВт 2,70 81257102,3 71506250,02 178,63 157,2 
Вода на потреби       
підприємства:       
   технологічна м3  35934495 489336574,5 79 1075,72 
   технічна м3  4156,52 34083,46 0,009 0,06 
Всього по ст. 1-4    2546160611,  2117,64 
1 
5. Заробітна плата  грн   31119495,4  6,84 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
113 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата  
Одиниці 
виміру 
 
Кінець таблиці 11.13 
6. Відрахування на грн  
 1166981,04  2,57 
соц. Страхування 
7. Експлуатація грн 
  7811359,4  17,17 
обладнання 
8. Цехові витрати  грн   16799775,82  36,93 
Витрати 
грн   19955275,24  43,86 
загальнозаводські 
Виробнича 
грн   1012148248  2225,02 
собівартість 
 
Арк. 
 КРБ21.ХТ74.96.00.000 ПЗ 
114 
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата