Способ управления производительностью параллельно работающих агрегатов синтеза аммиака

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАШЩХ АГРЕГАТОВ СИНТЕЗА АММИАКА с компрессионной холодильной установкой в первом агрегате и абсорбционной холодильной установкой во втором агрегате путем регулирования расхода природного газа на входе агрегатов и расхода пара на компримирование азотводородной смеси, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного расхода природного газа, измеряют температуру воздуха и давление конденсации аммиака в холодильной установке первого агрегата, температуру циркуляционного газа и уровень жидкого в холодильной установке второго агрегата, сравнивают температуру воздуха и давление конденсации аммиака в хододильной установке первого агрегата, температуру циркуляционного газа и уровень жидкого аммиака в холодильной установке второго агрегата со своими граничными значениями и при превышении граничных значений температуры воздуха и давления конденсаций аммиака в холодильной установке первого агрегата и при значениях температуры циркуляционного газа ниже и уровня жидкого аммиака в холодильной установке второго агрегата вьипе (Л своих граничных значений подают азотводородную смесь с первого агрегата на второй, увеличивают расход пара на компримирование азотводородной смеси второго агрегата пропорционально давлению конденсации аммиака в холодильной установке первого агрегата и уменьшают расход природного газа на входе второго аг-i регата пропорционально температуре воздуха в холодильной установке первого агрегата.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 С 01 С 1/04. 4 05 D 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3811269/23-26 (22) 11. 11.84 (46) 15.10.86. Бюл. У 38 (72) А.К.Бабиченко, В.П.Василенко, Ц.И.Шумляковский, В.Е.Грицишин, Н.P.Óêðàèíñêèé и В.Я.Мальппко (53) 66.012 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 787363, кл. С 01 С 1/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 962206, кл. С 01 С 1/04, 1981. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАИМЦИХ

АГРЕГАТОВ СИНТЕЗА АММИАКА с компрессионной холодильной установкой в первом агрегате и абсорбционной холодильной установкой во втором агрегате путем регулирования расхода природного газа на входе агрегатов и расхода пара на компримирование азотводородной смеси, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью сниже. ния удельного расхода природного газа, измеряют температуру воздуха и давление конденсации аммиака в холодильной установке первого агрегата, температуру циркуляционного газа и

„.SU, 1263624 А1 уровень жидкого аммиака в холодильной установке второго агрегата, сравнивают температуру воздуха и давление конденсации аммиака в хододильной установке первого агрегата, температуру циркуляционного газа и уровень жидкого аммиака в холодильной установке второго агрегата со своими граничными значениями и при превьппении граничных значений температуры воздуха и давления конденсации аммиака в холодильной установке первого агрегата и при значениях температуры циркуляционного газа ниже и уровня жидкого аммиака в холодильной установке второго агрегата выше своих граничных значений подают азотводородную смесь с первого агрегата на второй, увеличивают расход пара на компримирование азотводородной смеси второго агрегата пропорционально давлению конденсации аммиака в холодильной установке первого агрегата и уменьшают расход природного газа на входе второго ar-i регата пропорционально температуре воздуха в холодильной установке первого агрегата.

1263624

Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов и может быть использовано в химической и нефтехимической промьппленности при автоматизации производства синтетического аммиака.

Целью изобретения является снижение удельного расхода природного газа.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации предлагаемого способа.

Технологическая схема двух агрегатов синтеза аммиака и система управления ими содержат отделения 1 и

2 сероочистки, первичный и вторичный риформинг 3 и 4, отделения 5 и 6 конверсии окиси углерода, стадии 7 и 8 очистки и метанирования, отделения 9 и 10 компримирования, стадии

11 и 12 синтеза аммиака, включающие испарители 13 и 14 вторичной конденсации, компресионную холодильную установку 15 с конденсатором 16 и абсорбционную холодильную установку

:(АХЧ) 17 с конденсатором 18, датчик

",9 температуры воздуха,-охлаждающего конденсатор 16, датчик 20 давления конденсации аммиака в конденсаторе

16, датчик 21 температуры циркуляционного газа на выходе испарителя

14, датчик 22 уровня жидкого аммиака на вь|ходе испарителя 14, датчик

23 расхода природного газа на входе второго агрегата, вторичные приборы

24-28, регуляторы 29 и 30 расхода природного газа, регулятор 31 расхода пара на компримирование азотводородной смеси (АВС) второго агрегата, логические устройства 32-34, регулирующие клапаны 35-37 подачи, сОответственно АВС с первого агрегата на второй, пара на компримирование

ЛВС второго агрегата и природного газа на второй агрегат.

Способ осуществляют следующим образом.

Датчики 19 и 20 измеряют параметры процесса на первом агрегате и че. Рез вторичные приборы 24 и 25 передают информацию в логическое устройство 32, которое при достижении параметрами заданных граничных условий о (например, температура воздуха 25 С, давление конденсации 22 кгс/см ), выдает задающий сигнал на логическое устройство 33, Датчики 21 и 22 измеряют параметры процесса на втором агрегате и через вторичные приборы 26 и 27 передают информацию в логическое устройство 34, которое при нормальном технологическом режиме второго агрегата (параметры процесса не достигают заданных граничных условий, например, температура втоо ричной конденсации 21 ниже +6 С, уровень жидкого аммиака в испарителе IQ

14,выше 207) выдает разрешающий сигнал на логическое устройство 33. Логическое устройство 33 при получении разрешающего сигнала от устройства

34 дает сигнал, на открытие клапана

35. Далее регулирование Расхода АВС иэ первого агрегата на второй осуществляется регулятором 31 путем изменения расхода пара на турбокомпрессор 10 в зависимости от величины изменения давления конденсации

20 на первом агрегате.

Одновременно при достижении граничных условий логическое устройство 33 выдает сигнал на включение в

25 работу регуляторов 29 и 31. Если параметры процесса первого агрегата достигли граничных условий (датчики t9 и 20) и устройство 32 выдало задающий сигнал на устройство 33, но

55 на втором агрегате параметры процесса вышли за пределы нормы (температура вторичной конденсации выше о

+6 С, уровень жидкого аммиака в испарителе 14 ниже 202), то логическое устройство 34 не выдает разрешающий сигнал на устройство 33. Устройство 33 при этом выдает запрет на открытие клапана 35.

Если система управления приступила к регулированию работой агрегатов при получении устройством 33 задающего и разрешающего сигналов от устройств 32 и 34 и в процессе работы параметры технологического режима на втором агрегате достигли граничных условий (вышли за пределы нормы: температура вторичной конденсации выше +6 С; уровень жидкого аммиака в испарителе 14 ниже 20%), то логическое устройство 33 выдаст сигнал на закрытие клапана 35 и сигнализирует обслуживающему персоналу о необходимости работы агрегатов в первоначальном автономном режиме.

Если хотя бы один из параметров первого агрегата, температура воздуха или давление конденсации, не достигли своих граничных значений, 12бЗб24 то логическое устройство 32 не выдает задающий сигнал на устройство

33. При этом устройство 33 выдает запрещающий сигнал на открытие клапана 35. 5

Аналогично, если один из параметров второго агрегата, уровень жидкого аммиака в испарителе, или температура вторичной конденсации, измеряемые датчиками 21 и 22, не соответствуют норме (температура выше б С, а уровень ниже 20X) то с выхода устройства 34 не поступает разрешающий сигнал на вход устройства

33, который нри этом не выдает разрешающего сигнала на открытие клапана 35.

В таблице приведена функциональная зависимость параметров па известной схеме управления, а также по предлагаемому способу управления с передачей части ABC из первого агрегата на второй (мощность 1360 т/сут).

При этом приведена зависимость параметров в диапазоне температур окружающей среды от 18 до 30 С.i

В первом варианте дается зависимость параметров в случае передачи части АВС (до 6000 нм /ч) с сохранением суммарной выработ- 30, ки для двух агрегатов, при этом на первом агрегате потребление

1 природного газа снижается путем сни- жения расхода топливного газа для производства пара на привод компрес- 35 соров АВС и АХУ, а на втором агрегате, хотя общее потребление. природного газа на технологию и топливо для производства пара увеличивается, однако удельный расход на единицу 40 продукции уменьшается за счет увеличения выработки тепла для производства пара в системе синтеза. В результате общий для двух агрегатов удельный расход природного газа на единицу продукции уменьшается.

Во втором варианте по первому агрегату ситуация це изменяется, а по второму агрегату выработка АВС остается неизменной, при этом происходит снижение расхода природного газа на технологию и на топливо для выработки пара. В результате, хотя выработка АВС снижается, однако удельный расход природного газа на единицу продукции в общем для двух агрегатов уменьшается по сравнению с известным способом.

Предлагаемый способ регулирования позволяет снизить расход природного газа на агрегат, работающий с АХУ, на 3,7 тыс. нм /л поступающего для получения азотводородной смеси, необходимой для синтеза. В результате разгрузки отделений первичного и вторичного риформингов, конверсии окиси углерода, очистки от СО и

СО. агрегата с АХУ увеличивается срок службы катализаторов этих отделений. В . агрегате с компрессионной холодильной установкой расход природного газа на производство тонны аммиака остается на прежнем уровне как и в случае автономной работы агрегатов, т.е..в агрегате с компрессорной холодильной установкой расходный коэффициент по природному газу на тонну аммиака будет на проектном режиме за счет снижения производительности его отделения синтеза и потребления пара на привод турбокомпрессоров холодильной установки и отделения компрессии.

1263624

Давление Р

Расход

АВС первог агрега та, нм /ч

Расход

АВС второго агрегаТемпера P& воздуха, С пера тура вто конденсации первого агрегата, МПа ричной конденсацн второго агре гата, С

Известная зависимость

1,8 160000 -б 50 160000 35700 35700

23750 20750 315

2,0 160000 -4 50 160000 35700 35700 24750

21700

45 160000 35030 35700 24750 22900

2,2 157000 -i

330

2,2 154000 0 40 160000 34360 35700 24750

23600

336 первый вариант

Предлагаемая зависимость, 315.

1,8 160000 -6 50 160000 35700

35700

23750 20750

2,0 160000 " 4

50 160000 35700 35700 24750 21700

323

2,2 157000 О 40 163000 35700 35700 24350 23600

336

35 166000 35700 35700 23400 24100

2, 2 154000 +1

Второй

340 вариант

1,8 160000 -6 50 160000 35700 35700 23750 20750

2,0 160000 "4 50 160000 35700 35700 24750 21750

323

35700 35030 24350 23200

2,2 157000 -1

2,2 154000 О

45 160000

330

35700 34360 23700 23850

336, Уровенв л(ид кого амин ака в ис пари теле

14 второго агре гата, Е всход рнрод ого аза ервого агрегата, нм /ч

Расход природного

rasa второго агрег»та, нм /ч

1263624

Составитель Г.Огаджанов

Редактор 3.Слиган Техред В.Кадар " Корректор Л.Пилипенко заказ 5488/21 Тираж 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4