SU962206A1

SU962206A1 - Способ автоматического управлени процессом синтеза аммиака

Info

Publication number: SU962206A1
Application number: SU813276517A
Authority: SU
Inventors: Иван Дмитриевич Бадиков; Борис Михайлович Блох; Анатолий Константинович Будзинский; Николай Романович Украинский; Виктор Николаевич Дробинкин; Александр Петрович Кияшко
Original assignee: Предприятие П/Я В-2609
Priority date: 1981-04-22
Filing date: 1981-04-22
Publication date: 1982-09-30

Description

Изобретение относитс к области автоматизации химико-технологических процессов и может быть использовано в химической, нефтехимической промлшленности при автоматизации процесса получени синтетического агФдаака.

Известен способ регулировани процесса синтеза а№.1иака путем изменени величины расхода воздуха и азота в зависимости от составов свежего и циркул ционного газов, расходов жидкого сконденсированного аммиака, свежего и продувочного газов , температуры и давлени конденсации жидкого .аммиака 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому вл етс способ регулировани процесса синтеза амгдаака путем изменени расхода воздуха в шахтный конвертор в зависимости от составов свежего и циркул ционного газов, в цикле синтеза 2 .

Общим недостатком известных способов вл етс то, что они не обеспечивают максимальной производительности колонны синтеза , так как по мере увеличени времени про6ei a катализатора возрастает сопротивление движению газа в системе синтеза . При достижении верхнего ограничени по перепаду давлени на циркул ционном компрессоре снижаетс нагрузка по газу на колонну синтеза.

Цель изобретени - повышение производительности процесса.

Поставленна цель достигаетс тем, что в известном способе расход воздуха в шахтный конвертор дополнительно корректируют по перепаду давлени на компрессоре циркул ционного .

На чертеже представлена схема автоматического регулировани , реализующа предлагаемый способ.

Схема содержит шахтный конвертор 1, компрессор 2 циркул ционного газа, колонну 3 синтеза, датчик 4 концентрации метана в свежем газе, датчики 5-8 перепада давлени , концентрации метана, аммиака и водорода в циркул ционном газе соответственно, функциональный блок 9, блок 10 расчета концентрации водорода, регул тор 11, блок 12 прерывани сигнала, интег - рирующий .преобразователь 13, регул тор 14 расхода воздуха, датчик 15 расхода воздуха, исполнительный механизм 16.

Способ осуществл етс следующим образом.

Частично конвертирсданный газ и воздух подают в шахтный конвертор 1 Выход щий из конвертора газ, пройд р д аппаратов (не показаны), смеши ваетс с циркул ционным газом и.поступает на всас циркул ционного компрессора 2, с нагнетани которого чрез систему теплообменников (не показано ) , поступает в колонну 3 синтеза аммиака. После колонны газ через систему конденсации аммиака возвращаетс в процесс и частично идет на продувку.

Сигналы от датчиков 4,6-7 концентрации метана в свежем газе, концентраций метана и аммиака в циркул ционном газе поступают на блок 10 расчета концентрации водорода.

Сигнал от датчика 5 перепада давлени поступает на функциональный блок 9, где формируетс выходной сигнал, пропорционалтьный требуемому соотношению Н s N, подаваемый на блок 10 расчета концентрации водорода , В случае, если сигнал от датчика 5 перепада давлени не превышает установленного значени , выходной сигнал функционального блока 9 соответствует заданному з1-.ачению соотношени Н : NQ,.

Блок 10 расчета концентрации водорода формирует выходной сигнал, пропорциональный концентрации водорода , соответствующий заданному соотношению Н о : N, который в качестве задани поступает на вход регул тора 11, куда в качестве-переменной от датчика 8 подаетс сигнал измеренной концентрации водорода.

При равенстве сигналов переменной и задани выходной сигнал с регул тора 11 будет равен нулю. Проход через блок 12 прерывани сигнала , он поступает на интегрирующий преобразователь 13, Поскольку входной сигнал его равен нулю, то выходной сигнал, поступающий в качестве задани на регул тор 14, „остаетс неизменным, и следовательно, изменений расхода воздуха в шахтный конвертор 1 не произойдёт.

При изменении потока газа, поступающего в шахтный конвертор 1 (например, уменьшени его), выходны сигналы с датчиков 4, 6, поступающие на блок 10, остаютс неизменными , и следовательно, не будет изменени выходного сигнала этого блока Сигнал, поступающий с датчика 8 на регул тор 11, уменьшаетс .

По вивша с - на входе регул тора 11 величина рассогласовани сигналов , приводит к по влению сигнала на выходе этого регул тора, пропорционального рассогласованию поступивших си.гналов.

Сигнал, выход щий из регул тора 11, поступает на вход б-чока 12 прерывани сигналов. Если в этот момент данный блок запрещает прохождение сигнала, то на выходе интегрирующего преобразовател 13 остаетс ранее запомненный сигнал, который подаетс на вход регул тора 14, не вызыва изменений расхода воздуха.

В моменты времени кратные 1530 мин, блок 12 прерывани сигнала разрешает прохождение сигнала в течение 0,3-2 мин и сигнал с выхода этого блока поступает на вход интегрирующего преобразовател 13, где интегрируетс , суммируетс с ранее запомненным сигналом, поступает на регул тор 14, который через исполнительный механизм 16 уменьшает расход воздуха в шахтный конвертор 1.

В случае, если сигнал от датчика

5 перепада давлени превышает установленное значение, выходной сигнал блока 9 увеличиваетс на величину, пропорциональную разности между текущим и установленным значени ми перепада давлени . Этот сигнал, поступа на блок 10, приведет к увеличению его выходного сигнала. Далее сигнал с блока 10 поступает в качестве задани на регул тор 11. На входе регул тора 11 по витс величина рас-, согласовани сигналов, что приведет к по влению сигнала на выходе этого регул тора, пропорционального рас-, согласованию поступивших сигналов.

5 Выходной сигнал с регул тора 11, пройд блок 12 прерывани сигнаша, интегрирующий преобразователь 13, уменьшит задание регул тору 14 -расхода воздуха, что приведет к уменьшению расхода воздуха через исполнительный механизм 16 на шахтный конвертор 1 и соответственно к увеличению соотношени Н2 : N .3. уменьшению перепада давлени на коглпресс соре циркул ционного газа.

По предлагаемому способу управлени обеспечиваетс поддержание нулевого значени величины.

р и ДХ CH - CH ,

де с , CH. - измеренное и расчетное значение величины концентрации водорода в циркул ционном газе,

дХ - величина, пропорциональна отклонению соотношени Н. i от заданного значеНИЯ о

Дл расчета величины Сц , соответствук цей соотношению Н : N,

определ емому заданным параметром,

Claims

65 использовано выражение, полученное из материального баланса отделени синтеза ггммиака (oo-ci -c:j,-- NHa СН, ч чСН4 v;n4 параметр, определ ющий величину HN дл HN 3, зн чение oL О,. 75; NHV сн соответственно концентрации ка,метана в,циркул ционном газе и ме тана в свежем газе BQ , в ЗуВ - коэффициенту. Параметр oL , определ ющий велич ну, соотношени Н J N/i по предлагае мому способу управлени , вл етс .функцией перепада давлени на комйрессоре щ ркул ционного газа. По мере увеличени времени пробе га катализатора возрастает сопроти ление движению газа в системе синтеза . При достижении ограничени по перепс1ду давлени на циркул цион ном компрессоре снижаетс нагрузка по газу на колонну синтеза аммиака Так согласно материальному балан су отделени синтеза аммиака из-за роста сопротивлени в системе цир кул ций нагрузка на колонну синтё а снижаетс с 10435 HMVT начале кампании до 9239 HMVNH в конце кампании, т.е. на 11,5%. Величину снижени нагрузки можно уменьшить на 3,5-4,5% и довести ее До 8-9% за счет некоторого увеличени соотношени HI : Nl в газе на входе в колонну синтеза. По первому варианту изменение со отношени , с 2,9 до3,3 приводит к снижению выхода колонны синтеза на 0,21, с 14,21 до 14,0%, что в свою очередь приводит к снижению произво дительности при неизменной нагрузке на колонну. Дл того чтобы производительность колонны осталась неизменной , необходимо увеличить нагрузку. Расчеты показывают, дл того чтобы производительность колонны осталась неизменной при увеличении соотнс аени N с 2,9 до.3,.3, достаточно увеличени нагрузки на колонну на 1,5%., в то зврем как при данном изменении соотношени имеетс возможность увеличить нагрузку на 3,5 4 ,5%. Таким образом, в первом варианте имеетс возможности) увеличени производительности на 2-3%, во втором на 3,5-4,5%. По этому перепад давлени на циркул ционном компрессоре необходимо учитывать при управлении соотношением Н : N-j в системе синтеза аммиака. Использование предлагаемого способа управлени позвол ет повысить производительность процесса синтеза аммиака на 4,5%. Формула изоб11етени Способ автоматического управлени процессом синтеза аммиака путем изменени расхода воздуха в шахтный конвертор в зависимости от составов свежего и циркул ционного газов в цикле синтеза, от л и ча ющ и и с тем, что, с целью повышени производительности процесса, расход воздуха в шахтный конвертор дополнительно корректируют по перепаду давлени на компрессоре циркул ционного газа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 318546, кл. С 01 С 1/04,.1971.
2.Патент США 2894821, кл. 123-198, 1959.