Способ оперативного количественного анализа потока в промышленной установке синтеза мочевины - заявка 2017100302 на патент на изобретение в РФ

1. Способ оперативного количественного анализа по меньшей мере одного технологического потока (5) процесса синтеза мочевины, в котором мочевину синтезируют из аммиака и двуокиси углерода под давлением в диапазоне от 100 до 300 бар и температуре в диапазоне от 50 до 250°С, причем способ включает использование рамановской спектроскопии для указанного оперативного количественного анализа, отличающийся тем, что:
концентрацию мочевины в технологическом потоке (5) определяют рамановской спектроскопией и путем регистрации спектральной полосы, соответствующей возбуждению карбонил-ди-амидной связи;
концентрацию в технологическом потоке (5) углеродосодержащих молекул, отличных от мочевины и содержащих карбоксильную группу, определяют рамановской спектроскопией как эквивалентную концентрацию двуокиси углерода, соответствующую возбуждению атомных связей в карбоксильной группе.
2. Способ по п. 1, в котором рамановскую спектроскопию выполняют с использованием лазерного луча, сфокусированного по меньшей мере в одном технологическом потоке.
3. Способ по п. 2, в котором лазерный луч имеет длину волны, лежащую в видимом или близком к видимому диапазоне от 300 до 1400 нм и предпочтительно от 400 до 1000 нм.
4. Способ по п. 1, в котором:
возбуждение карбонил-ди-амидной связи молекул мочевины определяют по рамановскому сдвигу излучения падающего лазерного луча, имеющего соответствующую длину волны, лежащую в частотном диапазоне от 900 до 1050 см-1, и
молекулы, отличные от мочевины, регистрируют по рамановскому сдвигу излучения падающего лазерного луча в частотном диапазоне от 1000 до 1150 см-1.
5. Способ по п. 4, в котором концентрацию аммиака определяют по рамановскому сдвигу падающего лазерного луча в частотном диапазоне от 1350 до 1750 см-1.
6. Способ по п. 4 или 5, в котором падающий лазерный луч имеет длину волны 785 нм.
7. Способ по п. 1, в котором рамановскую спектроскопию проводят непосредственно на технологической магистрали (4), проводящей технологический поток (5).
8. Способ по п. 1, в котором рамановскую спектроскопию выполняют на отведенном потоке (5а), взятом из указанного технологического потока.
9. Способ управления установкой синтеза мочевины, отличающийся тем, что он включает количественный анализ по меньшей мере одного технологического потока (5) установки с использованием рамановской спектроскопии по любому из п.п. 1-8.
10. Способ управления установкой по п. 9, в котором рамановская спектроскопия включает следующие стадии:
направление падающего излучения, предпочтительно лазерного луча, в точку фокуса, находящуюся по меньшей мере в одном технологическом потоке;
прием рассеянного излучения;
анализ рассеянного излучения на рамановском спектроскопе; и
использование определенного состава технологических потоков в качестве входного сигнала логической управляющей системы установки.
11. Устройство для осуществления управления и оптимизации работы установки синтеза мочевины согласно способу по п. 9 или 10, содержащее по меньшей мере датчик, выполненный с возможностью фокусировки излучения в точке фокуса, контактирующей с технологическим потоком, и возврата рассеянного излучения, включающего излучение рамановского рассеяния.
12. Устройство по п. 11, в котором датчик (3) соединен непосредственно с магистралью, проводящей анализируемый технологический поток.
13. Устройство по п. 11, в котором датчик (3) соединен с пробоотборной камерой (10), соединенной с магистралью (4), проводящей анализируемый технологический поток.
Наверх