СССР по делам изобретений и открытий (331 УДК 66 . 012-52 (088 ° 8) Д.М. Горловский, T.М. Богданова, В.И. Кучеря й, В.Ф. Никитюк, П.Ф. Тюгаев, A.Ã. Свинухов, A, . Абдужамалов, В.М, Головин, Ю.A. Сергеев и Л.Г. Лобанов ..-, /,,/ (72) Авторы изобретения (71) За яв ител ь (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ДИСТИЛЛЯЦИИ ПЛАВА МОЧЕВИНЫ

Изобретение относится к автоматическому регулированию производства мочевины иэ аммиака и двуокиси углерода, в частности процесса дистилля ции реакционного плава с целью выделения из него непрореагировавших исходных компонентов, и может быть использовано в химической промышленности

Известен способ автоматического регулирования процесса дистилляции плава мочевины путем регулирования давления на выходе из хвостового абсорбера в зависимости от поступающих в колонну синтеза инертов и температуры конденсации (1).

Наиболее близким к изобретению ( является способ регулирования процесса переработки газов дистилляции в производстве мочевины путем регулирования подачи газов сепарации в промывную колонну; (2) . ) Недостаток известных способов заключается в том, что они не обеспечивают высокую степень отгона непрореагировавших аммиака и двуокиси углерода на ступенях дистилляции при давлении валдае 1,4 NIIa. Этот показатель обычно составляет 86-90%.

Вследствие этого велика нагрузка аппаратуры на стадиях низкого давления: второй ступени дистилляции, третьей ступени дистилляции (или

Форвыпарки), а также системы абсорб. ции вЂ” десорбции. Это обусловливает громоздкость агрегата синтеза карбамида, повышенные капитальные,затраты, высокий рецикл воды в колонну синтеза, большое количество сточных вод и, что особенно важно, высокий уровень энергозатрат, Кроме того в некоторых случаях даже при многоступенчатой абсорбции

NH4, иэ газовых потоков при низком

15 давлении не удается обеспечить пол.ное замыкание рецикла неконвертированного сырья.

Целью изобретения является уве2р личечие степени отгона непрореагировавших аммиака и двуокиси углерода.

Поставленная цель достигается тем, что сЬгласно известному способу дополнительно регулируют давление в сепараторе низкого давления изменением количества газов сепарации ,:.высокого давления с коррекцией по содержанию аммиака в плаве на выходе сепаратора низкого давления, а давление в сепараторе высокого давления регулируют путем изменения

952841

50 шенной производительностью, байпасируя часть аммиака в исходный сбор- 65 подачи в него и/или в колонну синтеза свежего аммиака.

Оптимальный режим последующих стадий производства мочевины,соответствующий минимальным потерям аммиака, возможен, если содержание 5 последнего в плаве, выходящем из сепаратора низкого давления, не будет превышать 4-7%.

Давление в колонне дистилляции 1 ступени и промывной колонне 1,5- 10

1,9 МПа выбирается иэ соображений минимальных потерь аммиака с инертами, поступающими в узел синтеза с свежей двуокисью углерода при условии обеспечения взрывобезопасности 15 аппаратов абсорбции конденсации газов дистилляции для заданной температуры конденсации.

Воэможность увеличения температуры в аппаратах дистилляции 1 ступени ограничена побочным процессом превращения части мочевины в биурет.

Поэтому наиболее удобно использовать в рамках поставленной задачи управление величиной давления в сепа- 5 раторах воздействием на орган, регулирующий сечение рабочего сопла инжектора, и на расход свежего аммиака, избыточного по стехиометрии реакции синтеза мочевины, доля которого в газах сепарации высокого давления колеблется в зависимости от условий синтеза, а также температуры и давления сепарации в пределах от 65 до 95%. широкий диапазон возможного из- менения давления (6-12 МПа) газов сепарации высокого давления обеспечивает им необходимую энергию в сопле инжектора для сжатия до давления промывной колонны инжектируемых 40 газов из сепаратора низкого давления (0,8-1,2 МПа) при различных нагрузках узла синтеза - дистилляции.

Чтобы сжать в инжекторе дополнительно выделившиеся летучие ком- 45 поненты может возникнуть необходимость увеличить количество инжектирующего газа, что предлагается выполнить за счет добавления свежего аммиака непосредственно в газовый поток или в колонну синтеза, например, по давлению в сепараторе высокого давления. В первом случае достигается высокое быстродействие, в жтором. вЂ” дополнительный эффект повышения степени конверсии СО1 эа счет увеличения молярного сООт» ношения L-NH :CO исходных реаген3 тов. Для получения наилучшего результата возможно одновременное использование обоих приемов. Аммиач- 60 ные насосы высокого давления,эксплуатирующиеся в производстве мочевины, как правило, работают с повыник, поэтому подачу дополнительного байпасного потока через инжектор осуществить несложно, На чертеже приведена схема осуществления способа.

В колонну 1 синтеза подают аммиак, двуокись углерода и рециркулируемый раствор углеаммонийных солей. Плав из колонны 1, содержащий мочевину, воду и непрореагировавшие NH3 и СО с температурой 190ОС и давлейием

20 МПа дросселируют до 7-14 МНа и в сепараторе 2 отделяют газовую смесь, которая является рабочим потоком в инжекторе 3. Плав иэ сепаратора 2 проходит через колонну 4 дистилляции первой ступени, а затем поступает в сепаратор 5 низкого давления, где снова происходит пофазное разделение потока. Газы из сепаратора 5 (0,8-1,2 МПа) поступают в инжектор 3,,смешиваются с газами сепарации высокого давления, а затем вместе с газовым потоком иэ колонны 4 дистилляции (1,5-1,9 МПа) передаются в промывную колонну 6, предназначенную для выделения аммиака. Несконденсировавшаяся в конденсаторе 7 смесь инертных газов с аммиаком поступает в хвостовой абсорбер 8, откуда инертные газы выбрасываются в атмосферу, жидкий аммиак из конденсатора

7 возвращается в исходную емкость.

В кубе колонны 6 образуется водный раствор непрореагировавших NH> и СО, который снова направляется в колонну синтеза.

Давление по ступеням поддерживается регуляторами 9 вЂ” 11, тепловой режим системы - регуляторами 12вЂ”

15, уровни в аппаратах вЂ” регулято-. рами 16 вЂ” 18.

Задание регулятору 10 давления первой ступени дистилляции вычисляется блоком 19 в зависимости от температуры конденсации аммиака, измеряемой датчиком 20, нагрузки колонны 1 по СО1, измеряемой датчиком 21, и содержания инертов в СО, измеряемых датчиком 22. Задание регулятору до давления в сепараторе 5 корректируют в зависимости от величины сигвЂ” нала датчика 23 содержания аммиака в плаве, выходящем из сепаратора 5.

Регулятор 9 давления в сепараторе 2 воздействует на регулирующий клапан 24 на трубопроводе свежего аммиака в сепаратор 2 и/или на регулирующий клапан 25 на трубопроводе свежего .аммиака в колонну 1.

Способ осуществляют следующим

Образом.

Выходной сигнал датчика 23, возросший пропорционально содержанию

NH3 в плаве, поступает в элемент введения коррекции блока сравнения регулятора 11, в результате чего сигнал задания регулятору 11 сни952841!

5 зится, последовательно уменьшится выходной сигнал регулятора 11 и регулирующий орган на сопле инжектора увеличивает рабочее сечение сопла. Это, в свою очередь, приведет к снижению давления газа в сепараторе 2, но регулятор 9, воздействуя на клапан 24 и/или 25, восстаГ новляет давление в сепараторе 2 и обеспечивает таким образом необходимый уровень энергии инжектирующего газа для нового более низкого по сравнению с первоначальным значения давления.

В редком случае понижения содержания NHy в плаве ниже заданного значения система регулирования поведет процесс в противоположном направлении, повысит давление в последнем по ходу плава сепараторе и уменьшит подачу дополнительного свежего NH>, Использование предлагаемого способа автоматического регулирования .процесса дистилляции плава мочевины обеспечивает стабильно высокую степень оконки непрореагировавших веществ независимо от колебаний параметров работы агрегата и содержание

NH3 в плаве, направляемом в узел дистилляции низкого давления, не выше 4-7%. Следствием этого является упрощение системы переработки непрореагировавших веществ, устранение безвозвратных потерь аммиака и снижение удельного (на 1 т мочевины) расхода пара на 0,05-0,10 т.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования процесса дистилляции плава мочевнны путем регулирования подачи газов сепарации в промывную колонну, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени отгона непрореагировавших аммиака и двуокиси углерода, дополнительно регулируют давление .в сепараторе низкого давления изменением количества газов сепарации высокого давления с коррекцией по содержанию аммиака в плаве на выходе сепаратора низкого давления, а давление в сепараторе высокого давления регулируют путем изменения подачи в него и/или в колонну синтеза. свежего аммиака.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 611901, кл. С 07 С 126/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 618371, кл. С 07 С 126/02, 1977.

952841

Составитель Г. Огаджацов

Редактор H. Джуган Техред M.Kîøòóðà. Корректор О. Билак

Заказ 6200/37 Тираж 445 Подписи ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. .Ужгород, ул. Проектная, 4