式中 a min——最低平衡压力时的氨碳比;
b——原始液相中的水碳比;
t——温度,℃。
固定氨碳比时,当温度处于175~195℃范围内,水碳比增加,平衡压力不变或趋于下降;当温度高于200℃时,则水碳比增加,平衡压力增加。
在水溶液全循环法流程中,一般合成塔顶部液相平衡压力为16.5MPa,实际操作压力选19.5MPa左右。在CO2气提法流程中,因尿素合成反应温度较低(182~185℃),进料氨碳比也较低(2.9~3.1),合成塔顶部液相平衡压力约12MPa,实际操作压力取13.5~14.5MPa。
3)尿素合成过程的相平衡
前面已经指出,尿素合成体系是多组分多相平衡体系,要严格计算其相平衡关系,包括计算系统平衡压力和平衡气相组成都比较困难。但由于尿素生产对农业关系重大,仍然有不少学者对此体系的相平衡进行了研究。
上海化工研究院整理出了平衡压力p与气相氨碳比G的经验关联式: