JP4928740B2 - 尿素合成方法および装置 - Google Patents
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Description
該尿素合成液を、原料二酸化炭素の少なくとも一部を用いてストリッピングし、該未反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素を含む混合ガスを分離するストリッピング工程;
冷却下に、該混合ガスをアンモニウムカーバメイトを含む水溶液である吸収媒体中に凝縮させて凝縮液を得る凝縮工程;
該凝縮液を該反応工程に循環する循環工程;および
該凝縮液の密度を測定する工程
を有する尿素合成方法が提供される。
また本発明により、この尿素合成方法を行う尿素合成工程と、
該尿素合成工程のストリッピング工程から得られる尿素含有液中に含まれる未反応アンモニアおよびカーバメイトをそれぞれ気化および分解し、アンモニアおよび二酸化炭素を含むガスとして分離する分解工程と、
分解工程で分離されたガスを水と接触させることにより、アンモニアおよび二酸化炭素を水に吸収させて、アンモニウムカーバメイトを含む水溶液である回収液を回収する回収工程と
を含む尿素製造方法であって、
前記吸収媒体が、該回収工程から得られる回収液である
尿素製造方法が提供される。
前記温度および密度の測定値を用いて前記凝縮液のN/C値を求めることが好ましい。ただしN/Cはアンモニア成分の二酸化炭素成分に対するモル比を意味し、アンモニア成分のモル量は、尿素のモル量の2倍と、アンモニウムカーバメイトのモル量の2倍と、アンモニアのモル量との合計値であり、二酸化炭素成分のモル量は、尿素のモル量と、アンモニウムカーバメイトのモル量と、二酸化炭素のモル量との合計値であり、
N/C値は、次式で表される前記温度t(℃)および前記密度d(kg/m 3 )とN/C値との相関
N/C=C1d+C2t+C3
(ここで、C 1 、C 2 およびC 3 は実測値に基づいて求められた定数である)
から求められる。
該尿素合成液を、原料二酸化炭素の少なくとも一部を用いてストリッピングし、該未反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素を含む混合ガスを分離するストリッパー;
冷却下に、該混合ガスをアンモニウムカーバメイトを含む水溶液である吸収媒体中に凝縮させて凝縮液を得る凝縮器;
該凝縮液を該合成管に循環する循環手段;および
該凝縮液の密度を測定する密度計
を有する尿素合成装置が提供される。
また本発明により、この尿素合成装置と、
該尿素合成装置のストリッパーから得られる尿素含有液中に含まれる未反応アンモニアおよびカーバメイトをそれぞれ気化および分解し、アンモニアおよび二酸化炭素を含むガスとして分離する分解装置と、
分解装置で分離されたガスを水と接触させることにより、アンモニアおよび二酸化炭素を水に吸収させて、アンモニウムカーバメイトを含む水溶液である回収液を回収する回収装置と
を含む尿素製造装置であって、
前記吸収媒体が、該回収装置から得られる回収液である
尿素製造装置が提供される。
N/C値は、次式で表される前記温度t(℃)および前記密度d(kg/m 3 )とN/C値との相関
N/C=C1d+C2t+C3
(ここで、C 1 、C 2 およびC 3 は実測値に基づいて求められた定数である)
から算出する。
この演算手段が、分散制御システムまたはコンピュータであることができる。
前記第二の演算手段が、分散制御システムまたはコンピュータであることができる。
図1に示す形態の尿素合成装置を用いた場合の、尿素1725t/日の生産例につき、定格時の、すなわちプラントロード100%における物質収支と温度、圧力を表1に示す。なお、表1においてアンモニウムカーバメイトはアンモニアと二酸化炭素として示してある。
(81.2/44)×3.0×17=94.1(t/h)のアンモニア成分が必要である。
B:凝縮器
C:ストリッパー
D:スクラバー
E:エジェクター
F:気液セパレータ
G:アンモニア予熱器
I:密度計
1:原料アンモニア
2:原料二酸化炭素
3:凝縮器出口流体(気液分離前)
4:合成管出口合成液
5:ストリッパートップ出口ガス
6:凝縮器から得られる液(気液分離後)
8:エジェクター出口液
10:ストリッパー出口液
11:リサイクルカーバメイト液
12:凝縮器から得られるガス
13:凝縮器入り口冷却媒体(ボイラ水)
14:凝縮器出口冷却媒体(ボイラ水および蒸気)
15:ストリッパー加熱用蒸気
16:ストリッパー出口凝縮水
Claims (16)
- アンモニアと二酸化炭素とを反応させて、尿素、未反応アンモニア、未反応二酸化炭素および水を含む尿素合成液を得る反応工程;
該尿素合成液を、原料二酸化炭素の少なくとも一部を用いてストリッピングし、該未反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素を含む混合ガスを分離するストリッピング工程;
冷却下に、該混合ガスをアンモニウムカーバメイトを含む水溶液である吸収媒体中に凝縮させて凝縮液を得る凝縮工程;
該凝縮液を該反応工程に循環する循環工程;および
該凝縮液の密度を測定する工程
を有する尿素合成方法。 - 請求項1に記載される尿素合成方法を行う尿素合成工程と、
該尿素合成工程のストリッピング工程から得られる尿素含有液中に含まれる未反応アンモニアおよびカーバメイトをそれぞれ気化および分解し、アンモニアおよび二酸化炭素を含むガスとして分離する分解工程と、
分解工程で分離されたガスを水と接触させることにより、アンモニアおよび二酸化炭素を水に吸収させて、アンモニウムカーバメイトを含む水溶液である回収液を回収する回収工程と
を含む尿素製造方法であって、
前記吸収媒体が、該回収工程から得られる回収液である
尿素製造方法。 - さらに、前記凝縮液の温度を測定し、
前記温度および密度の測定値を用いて前記凝縮液のN/C値を求め、
ただしN/Cはアンモニア成分の二酸化炭素成分に対するモル比を意味し、アンモニア成分のモル量は、尿素のモル量の2倍と、アンモニウムカーバメイトのモル量の2倍と、アンモニアのモル量との合計値であり、二酸化炭素成分のモル量は、尿素のモル量と、アンモニウムカーバメイトのモル量と、二酸化炭素のモル量との合計値であり、
N/C値は、次式で表される前記温度t(℃)および前記密度d(kg/m 3 )とN/C値との相関
N/C=C1d+C2t+C3
(ここで、C 1 、C 2 およびC 3 は実測値に基づいて求められた定数である)
から求められる、
請求項1または2記載の方法。 - さらに、前記凝縮液のN/C値と凝縮液の二酸化炭素成分の流量を用いて該凝縮液のアンモニア成分流量を求め、これら凝縮液の二酸化炭素成分流量およびアンモニア成分流量と、凝縮器とは別に反応工程に供給される原料アンモニアおよび原料二酸化炭素の流量とから、反応工程におけるN/C値を算出する請求項3記載の方法。
- さらに、原料アンモニアおよび/または原料二酸化炭素の流量を調節して、前記反応工程におけるN/Cを目標値に制御する請求項4記載の方法。
- 前記密度を測定するために、凝縮液と接触することなく密度を測定可能な非接触型の密度計を用いる請求項1〜5の何れか一項記載の方法。
- 前記非接触型の密度計が、放射線型密度計である請求項6記載の方法。
- アンモニアと二酸化炭素とを反応させて、尿素、未反応アンモニア、未反応二酸化炭素および水を含む尿素合成液を得る合成管;
該尿素合成液を、原料二酸化炭素の少なくとも一部を用いてストリッピングし、該未反応アンモニアおよび未反応二酸化炭素を含む混合ガスを分離するストリッパー;
冷却下に、該混合ガスをアンモニウムカーバメイトを含む水溶液である吸収媒体中に凝縮させて凝縮液を得る凝縮器;
該凝縮液を該合成管に循環する循環手段;および
該凝縮液の密度を測定する密度計
を有する尿素合成装置。 - 請求項8に記載される尿素合成装置と、
該尿素合成装置のストリッパーから得られる尿素含有液中に含まれる未反応アンモニアおよびカーバメイトをそれぞれ気化および分解し、アンモニアおよび二酸化炭素を含むガスとして分離する分解装置と、
分解装置で分離されたガスを水と接触させることにより、アンモニアおよび二酸化炭素を水に吸収させて、アンモニウムカーバメイトを含む水溶液である回収液を回収する回収装置と
を含む尿素製造装置であって、
前記吸収媒体が、該回収装置から得られる回収液である
尿素製造装置。 - さらに、前記凝縮液の温度を測定する温度計;および
前記温度および密度の測定値を用いて前記凝縮液のN/C値を算出する演算手段
を有し、
ただしN/Cはアンモニア成分の二酸化炭素成分に対するモル比を意味し、アンモニア成分のモル量は、尿素のモル量の2倍と、アンモニウムカーバメイトのモル量の2倍と、アンモニアのモル量との合計値であり、二酸化炭素成分のモル量は、尿素のモル量と、アンモニウムカーバメイトのモル量と、二酸化炭素のモル量との合計値であり、
N/C値は、次式で表される前記温度t(℃)および前記密度d(kg/m 3 )とN/C値との相関
N/C=C1d+C2t+C3
(ここで、C 1 、C 2 およびC 3 は実測値に基づいて求められた定数である)
から算出する、
請求項8または9記載の装置。 - 前記演算手段が、分散制御システムまたはコンピュータである請求項10記載の装置。
- さらに、前記凝縮液のN/C値と凝縮液の二酸化炭素成分の流量を用いて該凝縮液のアンモニア成分流量を求め、これら凝縮液の二酸化炭素成分流量およびアンモニア成分流量と、凝縮器とは別に合成管に供給される原料アンモニアおよび原料二酸化炭素の流量とから、前記合成管におけるN/C値を算出する第二の演算手段を有する請求項10または11記載の装置。
- 前記第二の演算手段が、分散制御システムまたはコンピュータである請求項12記載の装置。
- さらに、原料アンモニアおよび/または原料二酸化炭素の流量を調節して、前記合成管におけるN/Cを目標値に制御する制御手段を有する請求項12または13記載の装置。
- 前記密度計が、凝縮液と接触することなく密度を測定可能な非接触型の密度計である請求項8〜14の何れか一項記載の装置。
- 前記非接触型の密度計が、放射線型密度計である請求項15記載の装置。
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