Способ управления процессом абсорбции газов дистилляции в производстве мочевины Советский патент 1981 года по МПК C07C126/02 G05D27/00 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ АБСОРБЦИИ ГАЗОВ ДИСТИЛЛЯЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ МОЧЕВИНЫ

1

Изобретение относится к способам управления технологическими процессами и может быть использовано S химической промьшшенности при автоматизации процесса получения мочевины из аммиака и двуокиси углерода.

Известен способ управления процессом абсорбции газов дистилляции выского давления в производстве мочевины путем регулирования температургя . процесса абсорбции изменением пбдачи жидкого аммиака и водного абсорбента в зону абсорбции fl}.

Известен также способ управления процессом абсорбции газов дистилляции в производстве мочевины путем регулирования температур в верхней и нижней части абсорбера изменением . подачи аммиака в верхнюю и нижнкяо части абсорбера 21.

Недостаток известных способов заключается « том, что для регулирования температурного режима абсорбера требуется большой расход воды, что

приводит к значительным энергетичесКИМ затратам на ее упаривание,Цель изобретения - снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно регулируют температуру в средней части абсорбера изменением подачи раствора углеаммонийных солей низкого давления в зону дистилляции высокого давления.

Установлено, что необходимостью подачи потока конденсата сокового пара на орошение верхней части промывной колонны при колебании температурного режима колонны, можно устранить без изменения нормы орошения верхней части абсорбера. Это достигается за счет соответствующего распределения раствора углеаммонийных солей (УАС) низкого давления между зоной дистилляции первой ступени и |абсорбером (промывной колонной). В случае повышения температуры в этой 3 колонне вследствие недостатка воды для абсорбции двуокиси углерода, подачу раствора УАС низкого давления в зону дистилляции первой ступени умень шают и соответственно увеличивают подачу этого раствора в промывную колонну. Разумеется,оба эти изменения режима происходят одновременно.Первое изменение приводит к снижению нагрузки зоны дистилляции первой ступени, уменьшению количества двуокиси углерода, поступающей с газами дистилляции в промывную колонну, что в конечном итоге сглаживает диспропорцию между количеством абсорбируемой двуокиси углерода и количеством аб.сорбирующей воды в колонне. Второе изменение увеличивает количество водного абсорбента в промьшной колонне, что существенно усиливает эффект нормализации температурного режима, обес печиваемый первым изменением. При реализации данного способа поддерживается минимально необходима подача раствора УАС низкого давления в промывную колонну при максимально допустимой его подаче в зону дистилляции высокого давления, что позволяет снизить до минимума рецикл воды В реактор синтезй мочевины и уменьшит энергозатраты на отгонку аммиака и двуокиси углерода, не превращенных в мочевину. На. чертеже представлен пример реализации данного способа управления. Поток 1 гшава синтез мочевины с т пературой и давлении 200 кгс/с дросселирз-тот до давления 18 ктс/см вводят в верхнюю часть колонны 2 дистиляции первой ступени. В подогревате ле 3 поддерживают температуру . Плав выводят из узла дистилляции первой ступени двумя потоками. Первый из них поток 4 подают в узел дистилляции второй ступени, содержащий коло ну 5 и подогреватель 6. В аппарате 6 поддерживают температуру 135-140 С при давлении 2 кгс/см. Второй поток 7 из колонны 2 направляют в абсорберконденсатор В низкого давления. Плав из узла дистилляции второй ступени - поток 9 отводят на дальнейшую переработку. Поток 10 газов дистилляции второй ступени вводят в аппа рат 8, где при осуществляют их абсорбцию-конденсацию. Полученный раствор УАС низкого давления выводят из абсорбера-конденсатора 8 двумя по0токами ОДИН ИЗ них по линии 11, оборудованной клапаном 12, которым управляет регулятор 13, связанный с датчиком 14 температуры, передают в колонну 2 дистилляции{другой поток по линии 15 направляют в аппарат 16 - абсорбер газов дистилляции первой ступени (промывную колоннуХ Из аппарата 8 отводят на дальнейшую переработку газообразный, поток 17. Поток 18 газов дистилляции первой ступени направляют в выносной холодильник-барботер 19, куда по линии 20 сливают жидкостный поток из -промывной колонны 16. Образующийся в барботе- ре 19 раствор УАС по линии 21 рециркулируют в реактор синтеза, а несконденсированный газовый поток 22 передают в промывную колонну 16. Для орошения колонны 16 используют содержащий мочевину водный абсорбент (рапример конденсат сокового пара из форконденсатора узла выпарки, раствор из циркуляционного бака установки, улавливания пыли мочевины, из бака растворения нестандартного продук та, часть раствора после ступени дистилляции низкого давления) - поток 23. Последний предварительно олешивают с жидким аммиаком или насьш ают газообразным аммиаком. Кроме того, верхнюю часть колонны 16 орошают жидким аммиаком, подаваемым по линии 24, оборудованной клапаном 25, которым управляет регулятор 26, связанный с датчиком 27 температуры. Поток 28 жидкого аммиака подают также в нижнюю часть промывной колонны 16,Линия 28 оборудована клапаном 29 которым управляет регулятор 30, связанный с датчиком (термопарой)31 температуры. Пары возвратного аммиака,очищенные в колонне 16 от примесей двуокиси углерода и вод& по линии 32 направляют нагконденсацию. Способ осуществляют следующим образом. В случае повьш1ения нагрузки агрегата синтеза мочевины возрастет количество и изменится состав газов дистилляции первой ступени (поток 18 а также изменится состав раствора УАС второй ступени (потоки 11 и 15), что обусловит увеличение температ-уры, измеряемой термопарой 31, сверх заданного уровня, В соответствии с сигналом датчика 31 температуры регулятор 30 изменит управляющее воздействие на клапан 29, который увеличит подачу жидкого аммиака по линии 28. Если это не приведет к нормализации температуры в нижней части промывной колонны и начнет повьппаться температура в средней части колонны, по сигналу датчика 14 температуры регулятор 13 уменьшит открытия клапана 12 и подача раствора УАС в колонну дистилляции 2 по линии 11 снизится.Соответственно будет возрастать подача раствора УАС по линии 15 в колонну 16 до тех пор, пока температурный режим не нормализуется. Если в рассматриваемой ситуации нарушения температурного режима произойдет также возрастание температуры в верхней части промывной колонны 16, по сигналу датчика 27 регулятор 26 увеличи степень открытия клапана 25 и расход жидкого аммиака по линии 24 будет возрастать до тех пор, пока температура в верхней части промывной колонны не снизится до заданного уровня.

В противоположном случае,если будет иметь место снижение температуры в точках 31 и 14 ниже заданного уровня,снижается расход жидкого аммиака по линии 28, а также расход раствора УАС по линии I5 в промывную колонну 16(и соответственно возрастает расход раствора УАС по линии 11 в колонну дистилляции 2). Расход жидкого по линии 24 поддерживают на минимальном уровне, при котором соблюдается заданная температура в точке 27.

Таким образом, для регулирования температуры в промывной колонне 16 . не требуется изменение расхода орошающего верхнюю часть колонйы абсорбента (потока 23J что исключает необходимость дополнительной подачи конденсата сокового пара.

Эффективность и гибкость регулирования температуры изменением распре-7 деления раствора УАС со степени низкого давления между промывной колонной

и узлом дистилляции первой ступени обусловлена тем, что одновременно с увеличением подачи воды (а составе раствора УАС) в промывную колонну снижается количество поступающих в нее газов дистилляции. Уменьшение расхода газов дистилляции в промывную колонну достигается без снижения нагрузки агрегата производства мочевины (сопровождающегося снижением выработки товарного продукта) и без снижения температуры в зоне дистилляции первой ступени (приводящего к увеличению нагрузки других стадий переработки

плава синтеза мочевины, повьшенному расходу знергоресурсов и росту потерь аммиака). Исключение необходимости дополнительной подачи в промывную колонну ковденсата сокового пара позволяет предотвратить поступление в узел вьшарки дополнительной воды и соответственно снизить энергозатраты на ее вьшаривание в количестве 0,05-0,1 т . пара (в расчете на 1 т мочевины).

25

- . .-. Формула изобретения

Способ управления процессом абсорбции газов дистилляции в производстае мочевины, путем регулирования температур в верхней и нижней части абсорбера изменением подачи жидкого аммиака в верхнюю и нижнюю части абсорбера, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических затрат, дополнительно регулируют температуру в средней части вб.сорбера изменением подачи раствора углеаммонийных солей низкого давления в зону дистилляции высокого давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Кучервявый В. И. и др. Синтез и применение карбамида Л., Химия, 1979, с. 196.

2.Синтез К. Н. и др. Производство карбамидам., Химия, 1970, с.113.