Устройство для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА АММИАКА, содержащее последовательно соединенные регуляторы и исполнительные механизмы на линиях продувочного газа и подачи воздуха во вторичный риФорминг, хроматограф, включаю11и1Й колонку, соединенную с рабочей камерой детектора, сравнительную камеру детектора, выход которого через усилитель параллельно подключен к блокам памяти, вычислительное устройство и командный прибор , подключенный к клапанам сброса газа и блокам памяти, отличающееся тем, что,, с целью повышения точности регулирования соотношения водорода и азота в газе на входе в колонку синтеза аммиака, оно дополнительно содержит источник эталонного газа, постоянный и регулируемый дроссели, при этом выходы рабочей и срсчвннтсльной камер детектора соединены между собой и подключены к первому клапану сброса газа, вход колонки параллельно подключен к второму клапану сброса и через постоян- Hbul и регулируемый дроссели - к линии газа на входе в колонну синтеза амииака , выход первого блока памяти свя- 3 зан с регулятором подачи воздуха, вы (О ходы второго и третьего блоков памя С ти подключены к входам вычислительного устройства, выход которого свя зан с регулятором продувочного га за, а источник эталонного газа подключен к входу сравнительной каме1 1 детектора.. о: ел to

ÄÄSUÄÄ 1167152 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Щ(7 Ъ 61i Г r

Н АВТОРСИОМУ, СВИДЕТЕЛЬСТВУ газа и блокам памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что,, с. целью повышения точности регулирования соотношения водорода и азота в газе на входе в колонку синтеза аммиака, оно дополнительно содержит источник эталонного газа, постоянный и регулируемый дроссели,. при этом выходы рабочей и сравнительной камер детектора соединены между собой и подключены к первому клапану сброса газа, вход колонки параллельно подключен к второму клапану сброса и через постоянный и регулируемый дроссели — к линии газа на входе в колонну синтеза аммиака, выход первого блока памяти свя- Я зан с регулятором подачи воздуха, вы" ходы второго и третьего блоков памя» ти подключены к входам вычислитель- ( ного устройства, выход которого связан с регулятором продувочного газа, а источник эталонного газа подключен к входу сравнительной камеры )юа детектора. Виий

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3646999/23-26 (22) 23.09.83 (46) 15.07.85. Бюл, II 26 (72) С.И.Хаймс и С.M.Ãîðáîâ (53) 66-012.52(088,8) (56) 1. Патент США II 2891821, кл, 23-198, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 318546, кл. С 01 С 1/04, .1970. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

СИНТЕЗА АММИАКА, содержащее последовательно соединенные регуляторы и

° исполнительные механизмы на линиях продувочного газа и подачи воздуха во вторичный риформинг, хроматограф, включающий колонку, соединенную с рабочей камерой детектора, сравнительную камеру детектора, выход которого через усилитель параллельно подключен к блокам памяти, вычислительное устройство и командный прибор, подключенный к клапанам. сброса у1) - С 01 С 1/04, G 05 D 27/00

11671

Изобретение относится к автоматизации химических процессов и может быть использовано B -промышленности по производству минеральных удобрений, химической — в системах регулирования соотношения компонентов в газовых смесях, в частности в производстве аммиака.

Известно устройство для регулиронания соотношения водорода и азота в агрегате синтеза аммиака, содержащее регулирующий клапан подачи воздуха

В но вторичный риформинг, связанный с регулятором, и термо"кондуктометрический датчик, управляющий регулятором (1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака, содержащее последовательно соединенные регуляторы и исполнительные механизмы на линиях продувочного газа и подачи воздуха во вторипный рифор. минг, хроматограф, включающий колонку, соединенную с рабочей камерой детектора, сравнительную камеру детектора, выход которого через усилитель параллельно подключен к блокам памяти, вычислительное устройство и ко-Зб мандный прибор, подключенный к клапанам сброса газа и блокам памяти (2

Общим недостатком известных устройств является невысокая точность поддержания требуемого соотношения водорода и азота в газе на входе в колонну синтеза аммиака, так как оно определяет небольшие изменения содержания водорода и азота на уровне больших их концентраций в газе. 40

Цель изобретения — повышение точности регулирования соотношения нодорода и азота в газе на входе н колонну синтеза аммиака.

Поставленная цель достигается 45 тем, что известное устройство для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака, содержащее последовательно соединенные регуляторы и исполнительные механизмы на 50 линиях продувочного rasa и подачи воздуха но вторичный риформинг, хроматограф, включающий колонку, соединенную с рабочей камерой детектора, сравнительную камеру детектора, ны- 55 ход которого через усилитель параплельно подключен к блокам памяти, вычислительное устройство и команд52. 2 ный прибор, подключенный к клапанам сброса газа и блокам памяти, допол- нительно содержит источник эталонного газа, постоянный и регулируемый дроссели, при этом выходы рабочей

° и сравнительной камер детектора соединены между собой и подключены к первому клапану сброса газа, вход колонкИ параллельно подключен к второму клапану сброса и через постоянный и регулируемый дроссели к линии газа на входе в колонну синтеза аммиака, выход первого блока памяти связан с регулятором подачи воздуха, выходы второго, третьего блоков памяти подключены к входам вычислительного устройства, выход которого связан с регулятором продувочного газа, а источник эталонного газа подключен к входу сравнительной камеры ,детектора.

Указанная схема устройства позволяет измерять только отклонение от нормы содержания водорода и азота н газе на входе в колонну синтеза аммиака и по измеренным отклонениям формировать регулирующее воз- " действие для подачи воздуха но вто ричный риформинг. При этом существенно улучшается точность поддержания соотношения азота и водорода в колонне синтеза, увеличивается выход аммиака и снижается количество непрореагировавших азота и водорода, перекачиваемых с циркуляционным: газом на вход колонны синтеза.

На фиг,1 приведена схема устройства, на фиг.2 — хроматограмма и диаграмма включения команд, упранляющих клапанами сброса и блоками памяти.

Устройство содержит исполнительный механизм 1 на линии подачи воздуха во нторичный риформинг,регулятор 2 подачи воздуха, хроматограф 3, нключающий колонку 4, детектор 5 с рабочей и сравнительной камерами и усили-. тель 6, первый и второй кгапаны 7 и 8 сброса, источник 9 эталонного газа, постоянный и регулируемый дроссели 10 и 11, предохранительный клапан 12, первый, второй и третий блоки 13-15 памяти, командный прибор 16, вычислительное устройство 17, регулятор 18 расхода продувочного газа и исполнительный механизм 19 на линии продувочного газа.

1167152

Колонка 4 заполнена сорбентом, обеспечивающим выход компонентов в следующей последовательности: Н, И, Ar СН4. Источнглк 9 эталонного газа содержит смесь азота и водорода в требуемом для синтеза аммиака соотношении.

Устройство работает следующим образом.

Первый такт — продувка колонки 4 газом от источника 9. Клапан 7 закрыт, клапан 8 — открыт. Газ от источника 9 .проходит через сравнительную камеру детектора, рабочую камеру, колонку 4 и через клапан 8 на сброс. При этогл колонка насыщается смесью, азота и водорода с концентрациями, соответствующими оптимальному их содержанию в газе на входе колонны синтеза.

Второй такт — измерение отклонения концентраций контролируемых компонентов от оптимальных, При этом клапан

7 открывается, а клапан 8 закрывается. Через сравнительную камеру продолжает протекать гаэ с оптимальным соотношением азот — водород на сброс через клапан 7. Через колонку 4 рабочую камеру детектора 5 и клапан

7 будет протекать контролируемый 30 гаэ.

Если в контролируемом газе отношение водорода к азоту больше оптимального, то в рабочую камеру детектора поступит азотоводородная 35 смесь с отношением водорода к азоту, соответствующим контролируемому газу и через промежуток времени л от момента "закрытия клапана 8 сигнал . выходной,цетектора изменится пропор- 40 ционально разности концентраций водорода -в сравнительной и рабочей камерах (фиг.2).

Если в контролируемом газе отношение водорода к азоту меньше оптимального, то выходной сигнал детектора судет соответствовать кривой 1 на фиг.2. Таким образом измеряется отклонение отношения водорода к азоту от оптимального. Кривая, представленная иа фиг.2, справедлива при небольших отклонениях отношения водорода к азоту от оптимального, когда в колонке не происходит деления водорода и азота.

В любом случае, независимо от отношения содержания водорода к азоту, через интервалы времени, и будут на выходе детектора сигналы, пропорциональные содержанию в контролируемом газе и метана соответственно.

В зависимости от содержания метана и аргона вычислительное устрой-. ство 17 и регулятор. 18 формируют сигнал на исполнительный механизм

19, регулирующий величину продувки так,чтобы содержание этих компонентов соответствовало заданному.

Предлагаемое устройство при абсолютно точном приготовлении смеси с оптимальным соотношением водорода и азота (например, путем разложенин аммиака) позволяет определить оптимальное соотношение с точностью до 1 10 об.%, что соответствует повышению точности измерения на порядок, Это -позволяет с большой точностью поддерживать оптимальные СО» отношения водорода и азота в колонне синтеза аммиака, в результате чего увеличнвается выхоц аммиака и снижаются затраты на перекачку непрореагировавшего избыточного компонента в циркуляционном газе.

1167152

1167152

Фиг.2

Составитель Г.Огаджанов

Редактор А.Фролова Техред Т.Фанта Корректор И.Эрдейи

Заказ 4384/24 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4