本发明专利技术提供一种可实时确定未反应气体吸收槽出口液的组成的氨基甲酸铵水溶液的分析方法，和使用该方法的未反应气体吸收槽的运转方法。一种氨基甲酸铵水溶液的组成分析方法，使用该水溶液的粘度、温度和二氧化碳成分浓度的相关的第一相关，以及该水溶液的密度、温度、氨成分浓度和二氧化碳成分浓度的相关的第二相关，来决定尿素制造工艺中的未反应气体吸收槽出口液的氨基甲酸铵水溶液的氨成分浓度、二氧化碳成分浓度以及水浓度，其中，该氨成分浓度为该水溶液所含的遊离氨和作为氨基甲酸铵的当量氨的总计的浓度，该二氧化碳成分浓度为作为该水溶液所含的氨基甲酸铵的当量二氧化碳的浓度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及分析尿素制造工艺中的作为未反应气体吸收槽出口液的氨基甲酸铵水溶液的组成的分析方法。本专利技术还涉及使用了此氨基甲酸铵水溶液的分析方法的、尿素制造工厂中的未反应气体吸收槽的运转方法。
技术介绍
在尿素，三聚氰胺等的制造工厂中，由于在工厂内操作氨、二氧化碳、水等，氨基甲酸铵水溶液作为未反应物的循环流体、副产物和/或原料存在的情况较多。因此，在这些工厂中，在操作上，期望以简单的装置，无时间延迟地，迅速地同时测定氨基甲酸铵水溶液中的成分组成。以下，对尿素制造工厂用图4进行概要说明。如图4所示，经合成工序31、分解工序32、浓缩工序33、制品化工序34的各工序将尿素制品化。在合成工序31中，将二氧化碳和氨反应合成尿素得到尿素合成液。该合成液中所含的未反应的氨、氨基甲酸铵在分解工序32中，作为氨、二氧化碳、水的混合气体被分离。在吸收工序35中，水(可为浓缩工序33中分离的凝结水)作为吸收溶剂被供给，在分解工序中被分离的混合气体被该吸收溶剂吸收。为了进行该吸收，使用了吸收槽(被称为未反应气体吸收槽)。吸收工序出口液(未反应气体吸收槽出口液)作为回收液被送回合成工序31中。在尿素的制造工厂中，由于在该分解工序中被分离的混合气体全部被吸收溶剂所吸收，作为吸收液回收至合成工序，因此期望消除氨以及二氧化碳向尿素制造工厂外的损失。为了使该混合气体全部被吸收溶剂所吸收，有必要时常将运转温度比平衡温度更低地进行运转。相反，在运转温度比该平衡温度高的情况下，混合气体不能全部被吸收。此处所述的平衡温度是指需要吸收的混合气体被吸收溶剂(水)吸收时的液体组成，在控制后的运转压力下正好达到气液平衡状态的温度。该平衡温度由氨、二氧化碳、水浓度决定。例如，若向吸收工序中过量地供给吸收溶剂(水)，则平衡温度上升，有利于混合气体的吸收。但是另一方面，吸收工序出口回收液中的水的量变多，由于接纳该回收液的尿素反应器(具有合成工序)中的水的量增加，尿素合成反应中尿素合成率降低，尿素合成液中的未反应物增加。其结果，不仅用于除去它们的必要的热量增加，尿素工厂的蒸汽消费量增加，而且用于回收分离后的未反应气体的必要的吸收溶剂(水)的量进一步增加，导致恶性循环。因此，将吸收工序中的向吸收槽供给的水的量设为所需最低限度在运转上非常重要。但是，若不慎减少向吸收槽供给的水的量则吸收工序出口液的平衡温度比运转温度更低，降低吸收性能，导致氨、二氧化碳的损失。此时，若限定向吸收槽供给的水的量，为增大吸收性能过分降低运转温度，则运转温度比固结温度(氨基甲酸铵不能溶入回收液中，析出结晶盐的温度)更低，回收液固化，有时导致运转不能继续。该固结温度也由氨、二氧化碳、水浓度决定。也就是说，期望吸收工序的运转温度通常低于回收液的平衡温度，高于回收液的固结温度，且平衡温度和固结温度的差小。该回收液的平衡温度和固结温度由氨、二氧化碳、水的3种成分的浓度决定，不能仅由水的量和二氧化碳的比率，或者氨和二氧化碳的比率决定。为了确定回收液的平衡温度和固结温度，需要对3种成分的浓度正确地、无时间延迟地同时测定。此外，作为尿素合成法，已知有将从合成工序内的合成管的尿素合成液向直接分解工序运送的溶液体循环法。另外，已知有将来自合成管的尿素合成液向合成工序内的汽提塔中运送，将尿素合成液中所含的氨和二氧化碳，在合成压下以二氧化碳作为汽提剂进行汽提，到某程度的浓度为止除去的汽提法。尤其是在汽提法中，使用的汽提塔的出口液中的氨和二氧化碳浓度随着汽提塔的运转温度、二氧化碳的供给量、供给液体量等进行变化，影响回收液的组成。也就是说，由于汽提塔的汽提性能，向未反应气体吸收槽运送的氨以及二氧化碳的量容易变动，因此向未反应气体吸收槽供给的水的量需要考虑未反应气体吸收槽内的氨基甲酸铵水溶液的平衡温度 固结温度难于控制在最适量。因此，为了继续稳定的运转，作为吸收溶剂的水的供给量一般较多地被供给。因此，若无时间延迟地同时确定回收液的组成，则可从其组成正确地求出回收液 (氨基甲酸铵水溶液)的平衡温度·固结温度，考虑两者后，决定最适的运转温度以及将回收液中的水的量控制在必要最小限度的量进行运转。为了对未反应气体吸收槽出口液的物性进行分析，提出了各种各样的技术。在专利文献1 (日本特开平6-184085)中公开了一种测定未反应气体吸收槽出口液的电导度来确定二氧化碳浓度(氨基甲酸铵浓度)的方法。但是，在该方法中，不能确定回收液中的氨以及水浓度，因此不能严密地求出运转的最适点。在专利文献2(日本特开昭59-133451)中公开了一种由振动型密度计以及光度计 (结晶析出温度的测定)求出密度、饱和温度从而确定氨以及二氧化碳的浓度的方法。但是在该方法中，用光度计求出结晶析出温度，由于使未反应气体吸收槽出口液的样品实际上结晶析出，有必要将未反应气体吸收槽出口液进行温度调整、冷却，产生时间延迟，不适于运转控制。在专利文献3(US327050)中，提出了在尿素合成法的一种的溶液循环法中，通过利用粘度计，作为吸收溶剂改变供给的水的量，将未反应气体吸收槽出口液的浓度保持在一定。但是该方法仅使用粘度监视浓度的变动，并不是确定未反应气体吸收槽出口液组成的方法。另外，在相同文献中，专利技术者自身确认到，在专利文献4(日本特开昭47-10226)中， 依照专利文献3的方法中存在自由氨的影响，粘度对于作为吸收溶剂供给的水的量的控制不合适，与此相对在专利文献4中提出使用折射计。这样，专利文献3记载的方法明显不能确定3种的组成。从这点出发，可以说专利文献3记载的方法不能确定浓度。此外，在专利文献4记载的方法中，根据折射计的测定也只停留在测定氨基甲酸铵的浓度，与专利文献3 同样地也不能确定未反应气体吸收槽出口液的全部组成。另外，测定对象虽与未反应气体吸收槽出口液不同，在专利文献5(日本特开昭 58-90544)中，公开了一种对于合成管的合成液的组成，由滴定确定铵浓度，由电导度确定二氧化碳浓度，以及由比色法确定尿素浓度的方法，但其与以往的手动分析没有变化，为了得到测定结果需要大量时间，不适合于运转控制。其目的也是，调整向合成管供给的原料氨和二氧化碳的量，不能利用于吸收工序的最适化。在专利文献6 (日本特开平10-182586)，专利文献7 (日本特开2006-335653)中， 公开了将汽提法合成系的合成管的出口液或氨基甲酸盐冷凝器出口液的N/C比(氨/ 二氧化碳比)用密度进行测定。这些文献记载的方法确定合成液中的尿素、氨基甲酸和未反应氨的全体氨和二氧化碳的比率，并不是确定合成液的组成。另外，其目的也为调整向合成管供给的原料氨和二氧化碳的量，不能利用于吸收工序的最适化。专利文献专利文献1 日本特开平6-184085号公报专利文献2 日本特开昭59-133451号公报专利文献3 :US327050号公报专利文献4 日本特开昭47-102 号公报专利文献5 日本特开昭58-90544号公报专利文献6 日本特开平10-182586号公报专利文献7 日本特开2006-335653号公报如上所述，在现有技术中，未反应气体吸收槽出口液的氨基甲酸铵水溶液中的氨、 二氧化碳以及水浓度不能确定，或者为了确定这些浓度有必要进行晶析、滴定等分析，还未知可实时确定氨基甲酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：坂田英二，吉本宪司，中村周平，
申请(专利权)人：东洋工程株式会社，
类型：发明
国别省市：
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