Способ автоматического регулирования процесса дистилляции плава мочевины

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 952841(23) ПриоритетОпубликоваио 230882. Бюллетень Мо 31Дата опубликования описания 230882 311 М. Кп. С 07 С 126/02 С 05 Р 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ДИСТИЛЛЯЦИИ ПЛАВА МОЧЕВИНЫИзобретение 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 1 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 дистилля" ции при давлении владе 1,4 МПа. Этот показатель обычно составляет 86"90. Вследствие этого велика нагрузка аппаратуры на стадиях низкого давления: второй ступени дистилляции,третьей ступени дистилляции (илифорвыпарки), а также системы абсорб. ции - десорбции. Это обусловливаетгромоздкость агрегата синтеза карбамида, повышенные капитальные,затраты, высокий рецикл воды в колоннусинтеза, большое количество сточныхвод и, что особенно важно, высокийуровень энергозатрат,Кроме того в некоторых случаяхдаже при многоступенчатой абсорбцииБНв иэ газовых потоков при низком15 давлении не удается обеспечить пол.ное замыкание рецикла неконвертированного сырья. Целью изобретения является уве О личечие степени отгона непрореагировавших аммиака и двуокиси углерода.Поставленная цель достигаетсятем, что сЬгласно известному способу дополнительно регулируют давлениев сепараторе низкого давления изменением количества газов сепарации,:высокого давления с коррекцией посодержанию аммиака в плаве на выходе сепаратора низкого давления, адавление в сепараторе высокого давления регулируют путем изменения50 шенной производительностью, байпасируя часть аммиака в исходный сбор подачи в него и/или в колонну синтеза свежего аммиака,Оптимальный режим последующихстадий производства мочевины,соответствующий минимальным потерям аммиака, возможен, если содержание 5последнего в плаве, выходящем изсепаратора низкого давления, не будет превышать 4-7.Давление в колонне дистилляции 1ступени и промывной колонне 1,5- 101,9 МПа выбирается иэ соображенийминимальных потерь аммиака с инертами, поступающими в узел синтеза ссвежей двуокисью углерода при условии обеспечения взрывобезопасности 15аппаратов абсорбции конденсации газов дистилляции для заданной температуры конденсации.Воэможность увеличения температуры в аппаратах дистилляции 1 ступени ограничена побочным процессомпревращения части мочевины в биурет.Поэтому наиболее удобно использовать в рамках поставленной задачиуправление величиной давления в сепараторах воздействием на орган, регулирующий сечение рабочего соплаинжектора, и на расход свежего аммиака, избыточного по стехиометрииреакции синтеза мочевины, доля которого в газах сепарации высокогодавления колеблется в зависимостиот условий синтеза, а также температуры и давления сепарации в пределах от 65 до 95.широкий диапазон возможного из-35менения давления (6-12 МПа) газовсепарации высокого давления обеспечивает им необходимую энергию всопле инжектора для сжатия до давления промывной колонны инжектируемых 40газов из сепаратора низкого давления (0,8-1,2 МПа) при различных нагрузках узла синтеза - дистилляции.Чтобы сжать в инжекторе дополнительно выделившиеся летучие компоненты может возникнуть необходимость увеличить количество инжектирующего газа, что предлагается. выполнить за счет добавления свежегоаммиака непосредственно в газовыйпоток или в колонну синтеза, например, по давлению в сепараторе высокого давления, В первом случае достигается высокое быстродействие,в жтором - дополнительный эффектповышения степени конверсии СО 1эа счет увеличения молярного соот"ношения Ь-ИН :СО исходных реаген 3тов. Для получения наилучшего результата возможно одновременноеиспользование обоих приемов. Аммиачные насосы высокого давления,эксплуатирующиеся в производстве мочевины, как правило, работают с повыник, поэтому подачу дополнительногобайпасного потока через инжекторосуществить несложно.На чертеже приведена схема осуществления способа.В колонну 1 синтеза подают аммиак,двуокись углерода и рециркулируемыйраствор углеаммонийных солей. Плавиз колонны 1, содержащий мочевину,воду и непрореагировавшие ИН 3 и СО,1с температурой 190 ОС и давлейием20 МПа дросселируют до 7-14 МНа и всепараторе 2 отделяют газовую смесь,которая является рабочим потоком винжекторе 3. Плав иэ сепаратора 2проходит через колонну 4 дистилляции первой ступени, а затем поступает в сепаратор 5 низкого давления,где снова происходит пофазное разделение потока, Газы из сепаратора 5,смешиваются с газами сепарации высокого давления, а затем вместе сгазовым потоком иэ колонны 4 дистилляции (1,5"1,9 МПа) передаются в промывную колонну 6, предназначеннуюдля выделения аммиака. Несконденсировавшаяся в конденсаторе 7 смесьинертных газов с аммиаком поступаетв хвостовой абсорбер 8, откудаинертные газы выбрасываются в атмосФеру, жидкий аммиак из конденсатора 7 возвращается в исходную емкость. В кубе колонны б образуется водный раствор непрореагировавших МН 3 и СО 1, который снова направляется в колонну синтеза.Давление по ступеням поддерживается регуляторами 9 - 11, тепловой режим системы - регуляторами 12 - 15, уровни в аппаратах - регулято-. рами 16 - 18.Задание регулятору 10 давления первой ступени дистилляции вычисляется блоком 19 в зависимости от температуры конденсации аммиака, измеряемой датчиком 20, нагрузки колонны 1 по СО 1, измеряемой датчиком 21, и содержания инертов в СО 1, измеряемых датчиком 22. Задание регулятору до давления в сепараторе 5 корректируют в зависимости от величины сигнала 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 НН 3 в плаве, поступает в элемент введения коррекции блока сравнения регулятора 11, в результате чего сигнал задания регулятору 11 сни10 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, восстановляет 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 НН 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 ЫН,Использование предлагаемого способа автоматического регулирования .процесса дистилляции плава мочевины обеспечивает стабильно высокую степень оконки непрореагировавших веществ независимо от колебаний параметров работы агрегата и содержание БНЗ в плаве, направляемом в узел дистилляции низкого давления, не выше 4-7. Следствием этого является упрощение системы переработки непрореагировавших веществ, устранениебезвозвратных потерь аммиака и снижение удельного (на 1 т мочевины)расхода пара на 0,05-0,10 т. Формула изобретения Способ автоматического регулирования процесса дистилляции плавамочевнны путем регулирования подачигазов сепарации в промывную колонну,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения степени отгонанепрореагировавших аммиака и двуокиси углерода, дополнительно регулируют давление в сепаратоРе низкогодавления изменением количества газовсепарации высокого давления с кор"рекцией по содержанию аммиака вплаве на выходе сепаратора низкогодавления, а давление в сепараторевысокого давления регулируют путемизменения подачи в него и/или в колонну синтеза. свежего аммиака.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9 611901, кл. С 07 С 126/02, 1975,2, Авторское свидетельство СССРР 618371, кл. С 07 С 126/02, 1977.952841 ставитель Г. Огаджацовхред М.Коштура. Корректор О, Бил дактор Н. н Заказ 6200 3 сное Н 035,лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 44 ПИ Государств о делам изобр Москва, ЖПоденного комитета СССРетений и открытийРаушская наб., д. 4