JPH10182586A

JPH10182586A - 尿素の合成方法

Info

Publication number: JPH10182586A
Application number: JP34152096A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Kojima; 保彦小嶋
Original assignee: Toyo Engineering Corp
Current assignee: Toyo Engineering Corp
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-07-07
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: JP3270700B2

Abstract

(57)【要約】【課題】尿素合成管中のアンモニアと二酸化炭素との
モル比を所定の一定範囲内に保持することができる尿素
合成方法を提供する。【解決手段】尿素合成管出口において尿素合成液の密
度をリアル・タイムで測定して得られた密度の値からこ
の尿素合成液のＮ／Ｃを決定し、一方、尿素合成管に循
環される未反応アンモニアおよび二酸化炭素を含有する
回収液の液量と組成とをリアル・タイムに測定し、これ
らの測定値とＮ／Ｃの値とから尿素合成管中のアンモニ
アの保持量を計算し、このアンモニアの量が所定のＮ／
Ｃ値に対応するアンモニア量となるように尿素合成管に
供給するアンモニアの量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアンモニアと二酸化
炭素とからの尿素の合成方法に関する。更に詳しくは、
アンモニアと二酸化炭素とから尿素を合成するに当り、
尿素合成管中のアンモニアと二酸化炭素とのモル比（以
下、Ｎ／Ｃと称する）を一定の範囲内に保持する方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】尿素プラントにおいては、プロセスの相
違により尿素合成圧力、尿素合成温度、Ｎ／Ｃ、水と二
酸化炭素のモル比（以下、Ｈ／Ｃと称する）等の尿素合
成条件の相違はあっても、尿素合成管内のＮ／Ｃを所定
の条件範囲に調整することは尿素プラントの運転上極め
て重要である。さらに、プラントの運転中に尿素合成管
におけるマテリアル・バランスがリアル・タイムにとれ
ることは、プラントの運転上、極めてメリットがある。

【０００３】ところで、尿素合成管内のＮ／Ｃを所定の
条件範囲に調整するため、従来種々検討されてきたが、
その代表例として以下があげられる。

【０００４】（１）尿素合成管内のＮ／Ｃを調整するた
め、定期的に尿素合成管に設けられたサンプリング・ポ
イントからサンプラーを用いてサンプルを手動であるい
は自動的に採取し、手分析あるいは自動分析を行い、得
られた分析値を運転者に知らせていた。運転者は、リア
ル・タイムではないが定期的に得られる分析値をもと
に、経験的に運転状況を把握し、尿素合成管内のＮ／Ｃ
を調整していた。

【０００５】（２）比較的低いＮ／Ｃでの尿素合成工程
とストリッピング工程とを含むプロセスでは、特公昭４
９−２５２５３号に開示されているように尿素合成管出
口ガスの組成をガスクロマトグラフ法により検出し、そ
れに基づいてガス側に対する液側でのＮ／Ｃを推定して
いた。

【０００６】（３）また、Ｎ／Ｃが約４であるような高
いＮ／Ｃの溶液循環式尿素合成プロセスでは、合成管へ
の循環量と、分析された組成、それにメイクアップされ
るアンモニア、二酸化炭素の量とから合成管でのＮ／Ｃ
を推定する方法が採用されていた。

【０００７】（４）また、別の技術として、特公昭６２
−３９１５２に開示されるように、尿素合成管の出口に
自動分析計を用いて、尿素合成管出口の尿素合成液の組
成を自動分析し、分析値をみて経験的に運転者が尿素合
成管内のＮ／Ｃ等の運転条件を調整していた。

【０００８】（５）さらに、別の技術として、尿素合成
管出口の尿素合成液と直接接触する型式の振動式密度計
を用いて、リアル・タイムに尿素合成管出口の尿素合成
液の密度を測定する方法もある。しかしながら、この方
法は密度の測定値をみて経験的に運転者が尿素合成管内
のＮ／Ｃを調整するかあるいは単に密度をある数値にな
るように調整するにすぎなかった。

【０００９】なお、プラント運転中に、尿素合成管のマ
テリアル・バランスをリアル・タイムでとることができ
る技術は散見すらされていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術に
は、なお解決すべき下記の課題があった。

【００１１】（１）通常、分析結果をもとにして運転者
が合成系の最適運転条件を設定するが、前記の従来技術
（１）〜（４）に関しては、分析に時間がかかるために
尿素合成管内のＮ／Ｃの情報が運転者に遅れて伝わるこ
と、サンプラーの詰まりの問題、分析精度があまり良く
ないこと等から経験的に運転者が運転条件を決定するた
め、最適運転条件範囲で運転できるとは限らなかった。

【００１２】（２）また、前記の従来技術（５）に関し
ては、リアル・タイムに尿素合成液の密度を測定し、こ
の密度の測定値をみて経験的に運転者が運転条件を決定
するため、最適運転条件範囲で運転できるとは限らなか
った。また、密度の測定中に上記密度計に尿素合成液等
が固結する等による不具合も発生することがあった。

【００１３】（３）上記（１）および（２）のいずれの
場合においても、運転に熟練を要求されていたため、い
わゆる人為的なミス・オペレイションが生じたりする可
能性が残っていた。

【００１４】このような状況下で、簡易で、かつ、リア
ル・タイムに尿素合成液のＮ／Ｃ値が把握でき、同時に
プラントの運転中に尿素合成管のマテリアル・バランス
をリアル・タイムにとることができる技術の開発が待た
れていた。

【００１５】したがって、本発明の目的はリアル・タイ
ムに尿素合成液のＮ／Ｃ値を把握してこのＮ／Ｃの値を
所定の一定範囲で調節することができる尿素の合成方法
を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の尿素の合成方法
は、（１）尿素合成域にアンモニアおよび二酸化炭素を
供給し、尿素合成温度および圧力において反応させて尿
素、未反応アンモニア、未反応二酸化炭素および水から
なる尿素合成液を生成させる尿素合成工程、該尿素合成
液から該未反応アンモニアおよび二酸化炭素をそれらの
混合ガスとして分離するストリッピング工程、該ストリ
ッピング工程からの尿素合成液中に残留する未反応アン
モニアおよび二酸化炭素をそれらの混合ガスとして分離
するカーバメート分解工程、該カーバメート分解工程か
らの尿素液をさらに処理して尿素を得る精製工程、該カ
ーバメート分解工程からの該混合ガスを吸収媒体に吸収
して回収する回収工程、および該ストリッピング工程か
らの該混合ガスを該回収工程からの吸収液と接触させて
凝縮させて回収液を得る凝縮工程からなる尿素の合成方
法であって、該尿素合成液の密度を該尿素合成域の出口
においてリアル・タイムに測定し、得られた密度の値か
ら該尿素合成液のＮ／Ｃ値を決定し、一方、該回収液の
液量と組成とをリアル・タイムで測定し、これらの測定
値と該Ｎ／Ｃ値とから尿素合成域中のアンモニア保持量
を計算し、このアンモニア量が所定のＮ／Ｃ値に対応す
るアンモニア量となるように、該尿素合成域に供給する
アンモニアの量を調整することを特徴とするものであ
る。

【００１７】本発明は、また、（２）上記（１）の尿素
の合成方法において、尿素合成温度における尿素合成液
の密度とＮ／Ｃ値との相関関係に基いて、該尿素合成域
出口における該尿素合成液の密度のリアル・タイムの測
量値から該尿素合成液のＮ／Ｃ値を決定することを特徴
とするものである。

【００１８】本発明は、また、（３）上記（１）または
（２）の尿素の合成方法において、尿素合成液に接触し
ない型式の密度計を該尿素合成域の出口に設けて密度を
測定することを特徴とするものである。

【００１９】本発明は、また、（４）上記（３）の尿素
の合成方法において、該密度計が放射線型密度計である
ことを特徴とするものである。

【００２０】本発明は、さらに、（５）上記（１）〜
（４）のいずれかの尿素の合成方法において、該尿素合
成液の密度をリアル・タイムで測定して該尿素合成液の
Ｎ／Ｃ値を決定し、一方、該回収液の液量および組成を
リアル・タイムで測定して該尿素合成域への水のリサイ
クル量を算出し、それによって該尿素合成液のＨ／Ｃ値
を決定し、こうして得られたＮ／ＣおよびＨ／Ｃの値、
並びに該尿素合成域の温度、圧力および滞留時間から尿
素合成率を推定して該尿素合成域におけるマテリアル・
バランスを推算し、このマテリアル・バランスから該尿
素合成域中に保持されるアンモニアの量を算出し、この
アンモニア量が所定のＮ／Ｃ値に対応するアンモニア量
となるように該尿素合成域に供給するアンモニアの量を
調節することを特徴とするものでる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明においては、尿素合成液の
温度、尿素合成液の密度とＮ／Ｃとの関係がまず把握さ
れることが必要である。

【００２２】プロセスにより尿素合成圧力、尿素合成温
度、尿素合成液のＮ／Ｃ、Ｈ／Ｃ等の尿素合成条件に相
違はあっても、Ｎ／Ｃの値としては、通常２．５〜４．
５が採用される。詳細には、該Ｎ／Ｃの値は、プロセス
によって２．８〜３．２、３．３〜３．６および３．５
〜４．５のように種々の範囲が採用される。運転中にお
いて尿素合成圧力および尿素合成温度はほとんど急激な
変化をしない。また、尿素合成液のＨ／Ｃは、通常、
０．３〜０．７の範囲で変動するが、尿素合成率は、上
記Ｎ／Ｃが支配的になっている。

【００２３】ここで、尿素合成率とは、尿素合成域に供
給された全二酸化炭素のうち尿素に転化した二酸化炭素
のモル量と全二酸化炭素モル量の割合をパーセンテージ
で表わしたものである。

【００２４】尿素合成液の密度とＮ／Ｃ値との相関関係
を以下に説明する。なお、前述した従来技術（５）は尿
素合成液のＮ／Ｃが密度の関数であることを示唆してい
るようでもあるが、具体的には開示がない。

【００２５】本発明者らは、尿素合成液の密度が圧力の
影響を受けず、尿素合成液のＮ／Ｃは温度および尿素合
成液の密度の関数として表しうることを見いだした。

【００２６】例えば、Ｎ／Ｃ＝ｃ₁ ｄ＋ｃ₂ ｔ＋ｃ₃ （ここで、ｃ₁ 、ｃ₂ およびｃ₃ は定数、ｄは密度、ｔ
は温度であり、ｄおよびｔの単位は、それぞれｋｇ／ｍ
³ および℃である。）である。

【００２７】なお、温度ｔの適用範囲はプロセスごとに
異なることがあり、例えば下記のように示されるが、こ
れには限定されない。

【００２８】Ｎ／Ｃ＝２．８〜３．３、温度＝１７０℃〜１９０℃ Ｎ／Ｃ＝３．３〜３．８、温度＝１７５℃〜１９５℃ Ｎ／Ｃ＝３．５〜４．５、温度＝１８０℃〜２００℃ 尿素合成液の密度とＮ／Ｃとの相関関係を図５に示す。
図５に示すように、尿素合成液の密度とＮ／Ｃとの関係
は、狭いＮ／Ｃの範囲ではほぼ直線となる。

【００２９】上記の経験的事実から、本発明者らは尿素
合成液と接触することなく密度を測定しうる非接触型の
密度計を用いることにより、Ｎ／Ｃの値をリアル・タイ
ムに監視し、それによって尿素合成域の運転条件を一定
の運転範囲内に保持し、さらに尿素合成域におけるマテ
リアル・バランをリアル・タイムに推算することがで
き、安定に尿素プラントを運転することができることを
見いだした。

【００３０】非接触型の密度計としては放射線型密度計
が好ましく用いられる。放射線型密度計は市販品で充分
であり、例えばＯｈｍａｒｔ社製、Ｂｅｒｔｈｏｌｄ社
製のものを挙げることができる。

【００３１】図面を参照して以下に本願発明を具体的に
説明する。図１は放射線型密度計を尿素合成管の出口に
設けた一実施形態を示す。図１において、尿素合成管１
の頂部に開口を有するダウン・パイプ３を設け、尿素合
成管出口ライン２０に放射線型密度計２を設置した例で
ある。ライン１０および１１からそれぞれアンモニアお
よび回収液が尿素合成管底部に供給され、頂部に向かっ
て上昇しつつ順次尿素合成反応が進み、尿素、未反応ア
ンモニア、未反応二酸化炭素および水からなる尿素合成
液が生成される。この尿素合成液はダウン・パイプ３を
流下し、尿素合成管出口ライン２０に設けられた放射線
型密度計２で密度が測定され、ライン２０を経て原料二
酸化炭素によるストリッピング工程に送られ、さらにカ
ーバメート回収工程および精製工程を経て尿素が得ら
れ、一方、カーバメート分解工程およびストリッピング
工程において分離された未反応アンモニアおよび未反応
二酸化炭素は回収工程および凝縮工程において回収さ
れ、得られた回収液はライン１１を経て尿素合成管に循
環される。

【００３２】図２は尿素合成管１と、凝縮工程を実施す
るためのコンデンサー５とが一体となった装置を用いる
例を示す。この装置は、本出願人の先願である特開平８
−２６５９６９号に開示されている。３はコンデンサー
の頂部および尿素合成管の底部のそれぞれに開口を有す
る、コンデンサーで得られた回収液を尿素合成管へ送る
ためのダウン・パイプである。４は図１におけと同様に
尿素合成液を次工程に送るために抜きだすためのダウン
・パイプである。図２の例では尿素合成管出口ライン２
０に設けられた放射線型密度計により尿素合成液の密度
を測定する。測定後の尿素合成液は、ライン２０を経て
図１の例におけると同様の処理工程に送られる。ライン
１１から回収工程において得られた吸収液がまたライン
１２から原料二酸化炭素によるストリッピング工程にお
いて分離された未反応アンモニア、未反応および原料二
酸化炭素の混合ガスをコンデンサー５に導入するための
パイプである。アンモニアはライン１０から尿素合成管
１の底部に供給される。なお、二酸化炭素の一部分を、
尿素合成管における吸熱を補うために尿素合成管に供給
することもできる。

【００３３】図３は旧式な尿素合成管１を用いた例を示
す。アンモニア、二酸化炭素および回収液は、それぞれ
ライン１０、１１および１２から尿素合成管１の底部に
供給され、尿素合成管の中を上昇しながら尿素合成が行
われ、尿素合成液は尿素合成管の頂部から尿素合成管出
口ライン２０を経て図１および２におけると同様の処理
工程に送られる。尿素合成液の密度の測定はライン２０
に設けた放射線型密度計により行われる。なお、尿素合
成液をストリッピング工程を実施することなく、直接に
中圧で実施されるアンモニウムカーバメート分解工程に
送り、この分解工程からの未反応アンモニアおよび二酸
化炭素の混合ガスを吸収媒体に吸収して得られる吸収液
をライン１２から供給することもできる。

【００３４】非接触型の密度計は、尿素合成管出口に設
けられる。ここで出口とは尿素合成管から次工程へ送り
出すために尿素合成液が抜き出される場所であるが、こ
れにのみ限定されず、例えば尿素合成管出口ラインの適
当な場所、特に尿素合成管に近接した場所でもよい。

【００３５】尿素合成圧力および温度は、プロセスによ
り異なるが、一般的には、それぞれ１３０〜２５０バー
ルおよび１８０〜２１０℃の範囲である。この圧力およ
び温度は、通常、常時記録されて監視されている。ま
た、密度計からは、尿素合成管の運転圧力および温度に
対応する密度の値が得られるので、例えば図５の尿素合
成液の密度とＮ／Ｃの相関図からＮ／Ｃの値が求められ
る。いうまでもないが、温度、圧力、密度およびＮ／Ｃ
のデータは電気信号に変換したり、放射線型密度計の場
合はその受信部から電気信号をとることができ、これら
の値は、必要に応じて、画面に経時的に写し出すことが
できる。したがって、定常運転中のみならず、スタート
・アップおよびシャット・ダウン時にも有効に使用でき
る。

【００３６】図４は、放射線型密度計２を合成管出口の
配管に設けた一例を示す横断面図である。放射線型密度
計２は線源１００と受信部２００とから構成され、これ
を配管４００に止め金具６００とクランプ３００で固定
されて設置される。線源は、セシュウム１３７である。

【００３７】次に、尿素合成管におけるマテリアル・バ
ランスの計算について説明する。

【００３８】図６は尿素合成管におけるマテリアル・バ
ランス推算のロジックを示す図面である。通常、尿素プ
ラントは、尿素合成が行われる尿素合成管と、尿素合成
液から製品としての尿素とそれ以外の成分に分けるため
のストリッパーおよびカーバメート分解器と、カーバメ
ート分解器およびストリッパーで分離された未反応アン
モニアおよび二酸化炭素を尿素合成管へ循環するために
凝縮するコンデンサーとを包含する。

【００３９】尿素合成管での尿素合成率は、Ｎ／Ｃ、Ｈ
／Ｃ、温度、圧力および滞留時間の関数である。これら
が知られている場合の尿素合成率は、例えば、特開平７
−３１９５５４にも用いられているトレーニングシミュ
レーター、登録番号Ｐ第１６４３号−１、プログラム名
称ｕｐｏｔｓから推算できる。ここで、Ｎ／Ｃは、尿素
合成管温度および尿素合成液温度と密度の測定結果から
リアル・タイムに測定できる。Ｈ／Ｃは、コンデンサー
から返送される回収液の実測量とその組成から推定でき
る。特に、水の組成に関しては、全体の組成の変動は小
さいので、それに含まれる水の量の変動も少ない。

【００４０】さらに、発明者の一人が、特開平６−１８
４０８５に開示した回収液の組成を電気伝導度との相関
から、回収液の各組成を精密に測定することもできる。
ところで、温度および圧力は、常時、測定されており、
滞留時間は、プラントのロードの単純な関数で表され
る。したがって、尿素合成管出口の尿素合成率並びに尿
素、アンモニア、二酸化炭素および水の組成および量が
リアル・タイムに推算できる。なお、いうまでもない
が、画面に表示して運転者がこれをみることもできる。
この場合、測定された密度の値は、温度、圧力など、先
に示した方法で尿素合成液の組成を推定するのに必要な
運転データとともに、中央制御室に設置された分散制御
システムと信号変換器を介して光ケーブルにてつながれ
たプロセスコンピュータにリアル・タイムで送られ、プ
ロセスコンピュータに搭載された尿素合成液組成推算プ
ログラムによって、これらのデータから尿素合成（管に
おけるマテリアル・バランス）がリアル・タイムにプロ
セスコンピュータ画面に表示される。

【００４１】

【実施例】以下に実施例を示して本発明をより詳細に説
明する。しかしながら、本発明はこの実施例にのみ限定
されるものでないことは、いうまでもない。

【００４２】尿素生産量は日産１７２５トンであり、尿
素合成管は図１に示すものを用いた。

【００４３】図１において、尿素合成管１には、ライン
１０から予熱されたアンモニアが、ライン１１からこの
図に記載されていないコンデンサーからのアンモニウム
カーバメート溶液およびアンモニア、二酸化炭素、水の
混合ガスが、ガス液混相（回収液）で循環された。合成
管１では、該塔頂での温度が１９０℃に保たれ、所望す
るＮ／Ｃは４であった。

【００４４】該塔頂では、１７５バールで不活性ガスが
尿素合成液から分離され、図示されないラインから排出
された。不活性ガスを分離した尿素合成液は、ダウン・
パイプ３を経て、この図には記載されていないストリッ
パーの塔頂部、次いで中圧のアンモニウムカーバメート
分解工程および精製工程へ順次供給された。中圧分解工
程以降の各段階で分離された、未反応アンモニウムおよ
び二酸化炭素を吸収媒体に吸収して形成された水溶液
は、ストリッパーにおいて原料二酸化炭素によって分離
された未反応アンモニア、未反応二酸化炭素、原料二酸
化炭素および水の混合ガスとともにコンデンサーに供給
され、ここで上記のガス液混相が得られた。

【００４５】尿素合成液の密度は出口ライン２０に設置
されたＯｈｍａｒｔ社製の放射線型密度計２により測定
された。尿素合成液密度は９００ｋｇ／ｍ³ であった。
なお、密度測定時の尿素合成液の温度は１８８℃であっ
た。その他の運転条件をも含めて尿素合成液密度の値を
表１にしめす。

【００４６】

【表１】

【００４７】上記の密度の値は、尿素合成温度、圧力な
ど、先に示した方法で尿素合成液の組成を推定するのに
必要な運転データは中央制御室に設置された分散制御シ
ステムのオペレータコンソール画面にリアル・タイムに
表示された。これらの値を表１に併記する。これらの値
は、分散制御システムと信号変換器を介して光ケーブル
にてつながれたプロセスコンピュータにリアル・タイム
で送られ、プロセスコンピュータに搭載された尿素合成
液組成推算プログラムによって、これらのデータから尿
素合成液組成と尿素合成管におけるマテリアル・バラン
スがリアル・タイムにプロセスコンピュータ画面に表示
された。結果を表１に併記するとともに、プロセスコン
ピュータ画面に表示された結果を図７に示す。

【００４８】表１に示されたように、尿素合成液のＮ／
Ｃは３．８であった。このＮ／Ｃを４．０にするための
操作として、まず合成系内のアンモニア量を計算した。
合成系内のアンモニア量は、合成管内の容積１８０ｍ³
と、測定した尿素合成液の密度と、アンモニアの成分流
量から以下のように計算された。すなわち、１８０ｍ³
×０．９ｔ／ｍ³ ×３５．２２／１００＝５７．１ｔ

【００４９】次に、Ｎ／Ｃ４．０の尿素合成液組成は、
下記のように計算された。

【００５０】尿素８５．２ｔ／ｈ（３５．０９％）アンモニア８９．１ｔ／ｈ（３６．６８％）二酸化炭素２６．２ｔ／ｈ（１０．８１％）水４２．３ｔ／ｈ（１７．４２％）なお、上記組成が達成されたとき、Ｎ／Ｃ＝４．０、Ｈ
／Ｃ＝０．４６、尿素合成率＝７０．４％、尿素合成液
の密度＝８７５ｋｇ／ｍ³ である。

【００５１】上記と同じく、合成系内に保持されるべき
アンモニア量は、１８０ｍ³ ×０．８７５ｔ／ｍ³ ×３
６．６８／１００＝５７．８ｔと計算された。

【００５２】したがって、プラントの安定運転を損なわ
ないで、Ｎ／Ｃ＝４．０に戻すため１時間後にＮ／Ｃが
４．０となるように増加すべき原料アンモニア量は、下
記のとおり計算された。

【００５３】（５７．８ｔ−５７．１ｔ）／１ｈ＝０．７ｔ／ｈこれに基づき、原料アンモニア供給量は、４０．７ｔ／ｈ＋０．７ｔ／ｈ＝４１．４ｔ／ｈと計算され、コンピュータ画面に表示された。

【００５４】これに応じて、原料アンモニア流量コント
ローラの設定値を４１．４ｔ／ｈに増加した。

【００５５】尿素合成液密度は、徐々に下がっていき、
１時間後に合成管温度１９０℃において、８７５ｋｇ／
ｍ³ を示した。また、Ｎ／Ｃは４．０であることが確認
された。

【００５６】

【発明の効果】本発明の尿素の合成方法は、以下に記載
の効果を奏する。

【００５７】（１）尿素合成液とは非接触型密度計を尿
素合成管の出口に設置することにより、尿素合成液の固
結等の不具合がなく、尿素合成液の密度がリアル・タイ
ムに測定でき、それによって尿素合成液のＮ／Ｃをリア
ル・タイムに得ることができる。

【００５８】（２）プロセスコンピュータに搭載された
尿素合成液組成推算プログラムによって、尿素合成液組
成と尿素合成管におけるマテリアルバランスがリアル・
タイムにわかるので、運転が極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すフローシートであ
る。

【図２】本発明の別の実施形態を示すフローシートであ
る。

【図３】本発明のさらに別の実施形態を示すフローシー
トである。

【図４】放射線型密度計の設置状況を示す横断面図であ
る。

【図５】尿素合成液の密度とＮ／Ｃとの相関関係を示す
グラフである。

【図６】尿素合成管におけるマテリアル・バランス推算
のロジックを示すブロック図である。

【図７】尿素合成液組成とマテリアル・バランスの画面
表示の一例を示す図面である。

【符号の説明】

１尿素合成管２放射線型密度計３ダウン・パイプ４ダウン・パイプ５コンデンサー１００線源２００受信部３００クランプ４００配管５００尿素合成液６００止め金具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】尿素合成域にアンモニアおよび二酸化炭
素を供給し、尿素合成温度および圧力において反応させ
て尿素、未反応アンモニア、未反応二酸化炭素および水
からなる尿素合成液を生成させる尿素合成工程、該尿素
合成液から該未反応アンモニアおよび二酸化炭素をそれ
らの混合ガスとして分離するストリッピング工程、該ス
トリッピング工程からの該尿素合成液中に残留する未反
応アンモニアおよび二酸化炭素をそれらの混合ガスとし
て分離するカーバメート分解工程、該カーバメート分解
工程からの尿素液をさらに処理して尿素を得る精製工
程、該カーバメート分解工程からの該混合ガスを吸収媒
体に吸収して回収する回収工程、および該ストリッピン
グ工程からの該混合ガスを該回収工程からの吸収液と接
触させて凝縮させて回収液を得る凝縮工程からなる尿素
の合成方法であって、該尿素合成液の密度を該尿素合成
域の出口においてリアル・タイムに測定し、得られた密
度の値から該尿素合成液のＮ／Ｃ（アンモニアと二酸化
炭素のモル比）値を決定し、一方、該回収液の液量と組
成とをリアル・タイムで測定し、これらの測定値と該Ｎ
／Ｃ値とから尿素合成域中のアンモニア保持量を計算
し、このアンモニア量が所定のＮ／Ｃ値に対応するアン
モニア量となるように、該尿素合成域に供給するアンモ
ニアの量を調整することを特徴とする尿素合成方法。
【請求項２】尿素合成温度における尿素合成液の密度
とＮ／Ｃ値との相関関係に基いて、該尿素合成域出口に
おける該尿素合成液の密度のリアル・タイムの測定値か
ら該尿素合成液のＮ／Ｃ値を決定する請求項１に記載の
方法。
【請求項３】尿素合成液に接触しない型式の密度計を
該尿素合成域の出口に設けて密度を測定する請求項１ま
たは２に記載の方法。
【請求項４】該密度計が放射線型密度計である請求項
３に記載の方法。
【請求項５】該尿素合成液の密度をリアル・タイムで
測定して該尿素合成液のＮ／Ｃ値を決定し、一方、該回
収液の液量および組成をリアル・タイムで測定して該尿
素合成域への水のリサイクル量を算出し、それによって
該尿素合成液のＨ／Ｃ（水と二酸化炭素のモル比）値を
決定し、こうして得られたＮ／ＣおよびＨ／Ｃの値、並
びに該尿素合成域の温度、圧力および滞留時間から尿素
合成率を推定して該尿素合成域におけるマテリアル・バ
ランスを推算し、このマテリアル・バランスから該尿素
合成域中に保持されるアンモニアの量を算出し、このア
ンモニア量が所定のＮ／Ｃ値に対応するアンモニア量と
なるように該尿素合成域に供給するアンモニアの量を調
節する請求項１〜４のいずれかに記載の方法。