Способ управления процессом производства слабой азотной кислоты

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ проДЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА СЛАБОЛ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ в установке, включакяаей узлы получения, ох аясдения и абсорбции нитрозных газов, трубокомпрессор н реактор каталиТичёскрft«очистки ннтрозных; газов,- отходящих из узла абсорбции, путем регулирования подачи добавочного кислородсодержгице- : го газа в узлы охлаждения и/или абсорбции нитрозных газов в зависгимости от содержания кислорода и окис лов азота в о гходящих нитрозfojx газах , о т л и. ч а ю ц и и с я тем что, с целью снижения удельного pat3хода сырья за счет стабилизации режима работы турбокрмпр ессора, подачу добавочного кислородсодержацего газа регулируют дополнйтель но в зависимости от техшературы газа йа входе турбокомпрессора, температуры нитрозных газов на входе реактора температуры очищенных газов на выходе реактора и частоты BpaoteHMfl вала турбокомпрессора.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

„ /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИй И ОтНРЫтИй (21. ) 3404:298/23-26 (2.2) 09. 03. 82 (46) 15. 06. 83. Бюл. Ф 22 (7 2) A. Æà íàäèëott, Г.А. Огаджа нов, Ю.С. Тен, В. И. Чернышев, В.Г. Коптелов, В.В. Колотнлнн, С.A. Пушкарев, В.A. Герцовскнй, Л.Н.Иангазеев и В.В.Кравченко (53). 66. 012-.52 (()88. 8-) . (56) .1. Авторское свидетельство СССР

У 439653,кл. С 01: В 21/38, 1972.

2. Патент С91А 9 3081153,. ,кл. 23-162 1959, (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА СЛАБОЯ АЗОТНОЙ

:КИСЛОТЫ в установке, включающей узлы получения, охлаждения и абсорбции нитрозных газов, трубокомпрессор и реактор каталитического,очистки ннтрозных газов, отходящих из узла . абсорбции, путем регулирования подачи добавочиого КнслОРодсодержащего газа в узлы охлаждения и/нлн абсорбции нитрозных газов в эависимоСти от содержания кислорода и акис» лов азота в отходящих нитрозньвс газах,. о т л и. ч а ю шийся тем, что,-с целью снижения удельного расхода сырья за счет стабилизации режима работы турбокампРЕссора,.по-... дачу добавочного кислородсодержащего газа регулируют дополнительно в зависимости от температуры z àsà иа входе турбокомпрессора, температуры

1 ннтроэных газов. на вкоде реактора

Ф (ф температуры очищенных газов на вы- ® ходе реактора и частоты вращения вала турбокомпрессора.

1022945

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, в частности процесса производства слабой азотнбй кислоты, н.может быть использовано в химической промышленI ности. .)

Известен способ автоматического регулирования процесса производства слабой азотной кислоты путем регулирования соотношения ре"ходов аммиака и воздуха с коррекцией по тем40 пературе в контактном аппарате окисления аммиака — узле получения ннтроэных газов, и регулирования расхода добавочного воздуха, подаваемого в абсорбцнонную колонну — узел 15 абсорбции нитрозных газов, в зависимости от температуры дожигания отходящих. иэ узла абсорбции газов; т,е. температуры газов на выходе из реактора каталитнческой очистки нит роз ных газов (1 ).

Недостаток данного способа заключается в том, что он не обеспечивает стабильности частоты вращения вала турбакомпрессора„ так как учитывает только влияние температуры газов на выходе реактора каталитической очисткй нитрозных газов. В связи с этим данному способу присущи пониженная стабильность расхода сжима-ЗО емого газа, например основного потока воздуха, давления в установке и повышенные удельные расходы сырья, например,+аммиака, и энергоресурсов на тонну производимой кислоты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления процессом производства слабой азотной кислоты в установке, включающей узлы получения, охлаждения и абсорбции нитроэных 40 газов, турбокомпрессор и реактор каталнтической очистки нитроэных газов, отходящих иэ узла абсорбции, путем регулирования подачи добавочного кислородсодержащего газа в узлы охлаждения и/или абсорбции нитроэных газов в зависимости от содержания кислорода и окислов азота в отходящих нитроэных газах f2j.

Недостаток этого способа заключается в том, что он не обеспечивает низкого удельного расхода сырья, в частности аммиака, на тонну производимой кислоты, не предусматривает управление всем производством слабой азотной кислоты в целом, а осуществляет регулирование только узлов получения и абсорбции нитрозных. газов. Это не позволяет обеспечить стабильность частоты вращения вала турбокомпрессора и,следователь- 60 но, стабильность расхода сжимаемого газа, например основного потока воздуха, и давления в установке.

Цель изобретения - снижение удельного расхода сырья эа счет стаби- g5 лиэации режима работы турбокомпрес4 сора.

Поставленная цель достигается тем, что подачу добавочного кислородсодержащего газа регулируют дополнительно в зависимости от температуры газа на входе турбокомпрессора, температуры нитрозных газов на.входе реактора, температуры очищенных газов на выходе реактора н частоты вращения вала турбокомпрессора.

На фиг.l представлен пример реализации данного способа управления процессом производства слабой азотной кислоты в установке, работающей под единым давлением в узлах получения и абсорбции нитроэных газов, например в отечественной установке, под:давлением 7,3 атм; на фиг.2 то же, в установке, работающей по .комбинированной схеме, т.е. прн различных давлениях в узлах получения н абсорбции нитроэных газов, например в отечественной установке AK-72 .

Установка по производству сла-бой азотной кислоты под единым давлением (фиг.l) содержит турбокомпрессор 1, включающнй компрессор 2 и газовую турбину 3, узлы 4-6 соответственно получения, охлаждения и абсорбции нитрозных газов, подогреватель 7 и реактор 8 каталитической очистки нитроэных газов. Система управления содержит датчики 9-11 соответственно температур сжимаемого газа (в данной установке воздуха), ннтрозных газов на входе реактора & и газов на выходе реактора 8, датчик 12 частоты вращения вала турбокомпрессора 1, датчики 13 и 14 содержания кислорода и окислов азота в нитрозных газах, отходящих иэ

Узла б абсорбции, регулирующие органы 15 и 16 на линии подачи добавочного кислородсодержащего газа (воздуха) в узлы охлаждения и абсорбции нитроэных газов, блок 17 сравнения, клапан 18, сумматор 19, вычислительный блок 20, регулятор 21 содержания .кислорода в нитрозных газах и распределительный блок 22.

Установка по производству слабой азотной кислоты, работающая при различных давлениях в узлах получения и абсорбции нитроэных газов (фиг.2}, отличается от установки под

@Юиным давлением (фиг.l). тем, что нитрозные газы, полученные в узле 4 и.охлажденные в узле 5, сжимаются турбокомпрессором 1.

Способ осуществляют следующим образом.

Сигнал с датчика 11 температуры нитрозных газон на выходе реактора 8 каталитической очистки (t " ) амх поступает на блок 17 сравнения, куда также поступает сигнал, пропорцно1022.94 5 нальный допустимому значению этой температуры (е „,). Если .разница между текущим и допустимым значениями этой температуры меньше нуля, тек тек Аоп т.е,.: в1в,„= явь,„- „«О, то на выходе блока 17 сравнения формируется 5 отрицательный сигнал, который воздействует на клапан 18.

В этом случае клапан 18 со своего входа пропускает на выход сигнал датчика 11 температуры. Если ука- (P заиная разница температур больше или равна нулю, т.е.: тек telex them )i 0 вых вых вых то на выходе блока 17 сравнения формируется положительный сигнал. 15

В этом случае клапан 18 со своего входа пропускает на выход сигнал с сумматора. 19, на вход которого поступают сигналы с датчика ll температуры с выхода блока 17 сравнения, и сигнал, пропорциональный заданному значению корректировки температуры газов на выходе реактора 8 каталитической очистки. На выходе сумматора.

19 формируется следующий сигналу ек „, оА те рйч т 3 х 25 вье: - вью выл

Таким образом, если температура достигла своего допустимого.

Твх зйачения, то сумматор 19 формирует значение 7„ ч которое меньше тах 30 на заданную величину; Если же температура „ превысила свое допустимое гех значенйе,, то значение. t „" дополнительно уменьшается на велйчин. превышения bt> . Сигнал с выхода клапана 35

18 постуйает на вход вычислительного, блока 20, иа другие входы которого поступают сигналы: с датчика 12 частоты вращения вала турбокомпрессора 1 (n" ), с:датчика 1-0 температу- 40 ры нитрозных газов на входе .реактора 8 каталитической очистки (t " ), вых .. с датчика 14, измеряющего содержание окислов азота (например, двуокиси авота) в нитрозных газах,,от- 45 ходящих из узла 6 .абсорбции (NO "), с датчика 9.температуры сжимаемого газа на входе компаратора 2 — воздуха (фиг.)) или нитроэных газов (Фиг.2) (, ) . и сигнал, nponbpциональный заданному значению частоты вращения вала турбОкомпрессо-. ра 1 („эРА )

На выходе вычислительного блока

20 по перечисленным параметрам процесса определяется сигнал, равный требуемому значению содержания кислорода в отходящих нитрозных газах после отделения абсорбции .(О З А ) по следующему выражению: О"*=К -К МО ."-К +тбк-К У

2* L 2, 3.âõ 4 еых+

+К + ЕК + яЬм 3пд ь стг Ь где K -I(— постоянные коэффициенты..

Сигнал с вычислительного блока 20. поступает в камеру Эадание регулятора 21, в камеру Переменная которого поступает сигнал .с датчика

13, измеряющего содержание кислорода в нитрозных газах, отходящих из узла абсорбции. При отклонении любого из перечнсленяык параметров процесса вычислительный блок. 20 формирует новое заданное значение содержания кислорода в отходящих нитрозных газах, и в случае отклонения текущего значения -этого параметра от заданного значения регулятор 21 изменяет-подачу .добаЭочяогО кислородсодержащего газа-воздуха.

Распределительный блок 22.пе зволяет осуществлять подачу добавочного кислородсодержащего газа» воздуха в узлы охлаждения и/или абсорбции нитрозных газов путем воздействия на регулирующие органы 15 и 16 пропорционально заданная коэффициентам, величина которых задается оператором.

Использование данного способа управления позволяет эа счет стабилизации частоты вращения вала typбокомпрессора повысить стабильность расхода сжимаемого газа и давление в установке и повысить производительность установки по сжимаемому газу на 0,5-1,5%, снизить удельный расход сырья на 1,.5-2,5%, увеличить выработку продукций на 2,0.4,0t.

1022945

Составитель Р. Клейман

Редактор М,Товтин Техред М.Костик

КорректорГ.Orap

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород„ ул. Проектная, 4

Заказ 4146/14 Тирах 471 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rro делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5