尿素合成「ACES21^®」

概要

1980年代初めに東洋エンジニアリングは、尿素プラントでのエネルギー消費を大幅に削減するACES（Advanced Process for Cost and Energy Saving）尿素プロセスを確立し、さらには1990年台に入りACES尿素プロセスの発展型である尿素合成技術「ACES21」をインドネシアPusri社と共同で開発しました。このACES21を採用した尿素プラントは、中国とインドネシアで商業運転をしています。

特徴

ACES21は、尿素合成系を簡素化することでプラント建設費を低減したばかりではなく、運転条件をより最適化しオペレーションコスト削減を実現しており、以下の優位性を持っています。

ACES21合成ループ

1,725 t/d ACES21尿素プラント　ププク・クジャン社（インドネシア）

ACES21プロセス全体フロー図

Vertical Submerged Carbamate Condenser(VSCC)

ACES21の合成ループにある縦型のVSCC（Vertical Submerged Carbamate Condenser)に は、StripperからのNH₃、CO₂のガスを凝縮させ、その凝縮熱で低圧蒸気を発生させる機能と尿素合成する反応器としての機能があり、以下の優位性があります。

Vertical Submerged Carbamate Condenser

• 縦型のため、ガスホールドアップが適切で、十分な液深が確保され、凝縮、熱移動がしやすい。
• 多孔を有する邪魔板を設置することで、気液接触が促進される。
• 縦型のため設置に必要な面積が小さい。

最適な合成プロセスの選定

「ACES21」は、VSCCとReactorの2段で尿素合成を行います。VSCCは、凝縮と反応の二つの機能を同時に行うため、凝縮に最適なNH₃とCO₂の組成（N/C=3）を選定し、Reactorでは、さらに合成を進行させるために、VSCCよりも高いNHN₃とCO₂（N/C=3.7）を選定し、最適化しています。最適な組成を選定することで、高い合成率と低い合成圧力を同時に実現しました。