Оптимизация процесса оперирования высоконапорной системы при производстве мочевины с использованием метода стирольвания углекислым газом

Thread Content

Основными факторами, влияющими на равновесие реакции, являются температура, соотношение N/C и H/C, а также рабочее давление. Поэтому оптимизация должна проводиться с учетом этих факторов: 1) Повышение температуры реакции способствует увеличению степени превращения мочевины. Однако температура не должна превышать на большое значение равновесного давления системы при рабочем давлении; в противном случае оболочка реактора может подвергнуться коррозии. 2. Умеренное повышение соотношения аммиака к углероду способствует переходу процесса в направлении образования продуктов и повышает степень преобразования углекислого газа. Однако наиболее подходящим является соотношение аммиака к углероду, характерное для максимальной скорости образования мочевины. Для процесса струйной дестилляции углекислого газа оптимальным значением соотношения является 2,9. В противном случае слишком высокое соотношение аммиака к углероду может нарушить баланс процесса самовозгорания, что приведет к снижению температуры реакции и, как следствие, к снижению степени преобразования. 3. При слишком высоком соотношении воды и углерода повышаются температура жидкости, выходящей из аппаратов для охлаждения метиламина и синтеза, снижается давление при синтезе, а также падает степень превращения вещества. Увеличивается количество метиламмиака, разлагаемого в колонне для стимуляции, что приводит к увеличению потребления пара. В связи с этим увеличивается нагрузка на систему восстановления при низком давлении. Чтобы контролировать соотношение воды и углерода, необходимо регулировать содержание воды в растворе метиламина. Для этого требуется комплексная настройка системы восстановления при низком давлении и системы гидролитической десорбции. Поэтому хорошим решением является увеличение объема системы циркуляции и концентрации раствора метиламина. 4. Реакция синтеза мочевины является реакцией с уменьшением объема. Повышение давления способствует протеканию этой реакции; коэффициент преобразования мочевины также увеличивается с повышением давления. Однако, когда коэффициент преобразования достигает определенного значения, дальнейшее повышение давления уже не приносит пользы. Поэтому наиболее подходящим значением рабочего давления является значение, примерно на 2–3 МПа выше равновесного давления. 5. Реакция синтеза мочевины представляет собой процесс образования мочевины в результате дегидратации метиламина. Скорость дегидратации метиламина увеличивается с повышением температуры и при увеличении соотношения аммиака к углероду. Чтобы реакция дегидратации метиламина протекала максимально полно, необходимо, чтобы реагенты находились в реакторе в течение достаточного времени. Увеличение этого времени способствует более эффективному образованию мочевины.