Способ управления процессом синтеза в производстве карбамида

 

Изобретение относится к автоматическому управлению химико-технопогическими процессами и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений в производстве карбамида. Целью изобретения является увеличение производительности процесса за счет повьппения степени конверсии двуокиси углерода в карбамид. Способ предусматривает расчет текущих величин мольных отношений аммиака и воды к двуокиси углерода на входе колонны синтеза, испатьзуя показания датчиков (Д) 19-22 соответственно расходов двуокиси углерода и аммиака, температуры плава на выходе отпарной колонны и давления двуокиси углерода, расчет текущей величины степени конверсии двуокиси углерода в карбамид на основании рассчитанных значений величин мольных отношеютй амм1аака и воды к двуокиси углерода и показаний Д 22 и Д 23 температуры верха колонны синтеза, рас- g чет требуемого расхода жидкого аммиака на основании рассчитанных величин мольного отношения ЕОДЫ к двуокиси углерода и степени конверсии двуокиси углерода в карбамид, заданной ве- i личины степени конверсии двуокиси уг - лерода и показаний Д 20-23 и стабилизацию рассчитанного расхода аммиака . 1 ил. Од

СОЮЗ СОНЕТСНИ, (СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) Q(/ gl в « г g g

ГОСУДАРСТВЕННЪ(Й КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ(ТИЙ (21) 4251752//23-26 (22) 27,05.87 (46) 23.11.88. Бюп. ¹- 43 (71) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (72) В.H.Игнатов, Л.П.Ляшенко

А.С.Виноградов и В.Я.Головин (53) 66.012.-52(088.8) (56) Кучерявый В.И., Лебедев В.В.Синтез и применение карбамида, Л.: Х,.мия, 1970, с. 284.

Авторское свидетельство СССР

¹ 844570, кл. С 07 С 127/04, 1979. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ITPOUECCON СННТЕЗА В ПРОИЗВОДСТВЕ КАРБА11ИДА (57) Изобретение относится к автоматическому управлению химико-технологическими процессами и может быть использовано в промьпнпенности по производству минеральных удобрений в производстве карбамида. Целью изобретения является увеличение производительности процесса за счет повьппения стеып 4 С 07 С 126/02 С 05 П 27/00 пени конверсии двуокиси углерода в карбамид. Способ предусматривает расчет текущих величин мольных отношений аммиака и воды к двуокиси угле1 рода на входе колонны синтеза, используя показания датчиков (Д) 19-22 соответственно расходов двуокиси углерода и аммиака, температуры плава на выходе отпарной колонны и давления двуокиси углерода, расчет текушей величины степени конверсии двуокиси углерода в карбамид на основании рассчитанных значений величин мольных отношений аммиака и воды к двуокиси углерода и показаний Д 22 и Д 23 температуры верха колонны синтеза, расчет требуемого расхода жидкого аммиака на основании рассчитанных величин мольного отношения воды к двуокиси углерода и степени конверсии двуокиси углерода в карбамид, заданной величины степени конверсии двуокиси углерода и показаний Д 20-23 и стабилизацию рассчитанного расхода аммиака, 1 ил.

1439096!

Изобретение относится к автоматическому управлению химико-технологическими процессами и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений в производстве карбамида.

Цель изобретения — увеличение производительности процесса за счет повышения степени конверссии двуокиси 10 углерода в карбамид.

На чертеже представлена схема, поясняющая предлагаемый способ.

Газообразная двуокись углерода по трубопроводу 1 и небольшое количество 5 воздуха.по трубопроводу 2, смешиваясь, поступают по трубопровоцу 3 в колонну 4 синтеза, н которую из эжектора 5 по трубопроводу 6 поступает жидкий аммиак в смеси с раствором карДамата аммония. План из колонны синтеза, содержащий карбамид, воду, непрореагиронавшие аммиак и двуокись углерода, по трубопроводу 7 поступает в отпарную колонну 8. В от-?5 парной колонне из плана отгоняются летучие компоненты, которые по трубопроводу 9 поступают в смеситель

10, где смешиваются с рециклическим потоком раствора углеаммонийных солей поступающих по трубопроводу 11 из отделения дистилляции, вступают в реакцию в карбаматных конденсаторах 12, образуя раствор карбамата аммония. Затем в сепараторе 13 происходит выделение из раствора карбамата аммония несконденсированшихся газов, которые по трубопроводу 14 направляются в отделение дистилляции.

Раствор карбамата аммония по трубопроводу 15 направляется н эжектор, куда из отделения дистилляции по трубопроводу 16 насосами 17 подается жидкий аммиак. План из отпарной колонны по трубопроводу 18 поступает на 5 дальнейшую переработку в отделение дис тилля ции, Система управления процессом синтеза состоит из датчика 19 расхода двуокиси углерода в колонну 4 синтеза, датчика 20 расхода жидкого аммиака в эжектор 5, датчика 21 температуры плана на выходе отпарной колонны 8, датчика 22 давления двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза, датчика 23 температуры верха колонны 4 синтеза, нычислительногс устройства 24, воздействующего чеpcs упранляющие блоки 25 на исполнительные механизмы 26 изменения производительности аммиачных насосо .

Случайный характер возмущающих воздействий, связанных с изменением параметров технологических потоков, поступающих в колонну 4 синтеза, из- меняет параметры технологического режима в колонне 4 синтеза и в отпарной колонне 8, вследствие чего меняется соотношение реагирующих компонентов на входе колонны 4 синтеза, что. непосредственно влияет на процесс синтеза карбамида, в частности, на величину степени конверсии двуокиси углерода в карбамид.

Способ управления процессом синтеза карбамида осуществляется следующим образом.

По сигналам от датчиков 19-22 расхода двуокиси углерода в колонну 4

:синтеза (Чс ) расхода жидкого аммиак ка в эжектор 5 (V ) температуры плана на выходе отпарной колонны 8 (Та„) и давления двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза (Pco ) опсо ределяют величины мольных отношений аммиака и воды к двуокиси углерода на входе колонны 4 с интеза:

Ь = -16,54-0,3678 Чкн +О ° 6654 Так

Г -5 -4

-0,3441 Р -Зу727 10 Чсо +3,098 10

1,315 10 зЧ „, Ток+4,101 10 эх

КН Ф

ОК

"Чян РсО 1 529 10 Т ак

M= 47ь 02+0,4294 Чйн +3,864 10 - Ток+

+ Оь271 Рсо 53882 10 Vco

-2,849 10 Чин Рсо (2) кн со .

По сигналам от датчиков 22 и 23 давления двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза (Р -) и темгератусо ры верха колонны 4 синтеза (Т„) и упомянутым мольньм отношениям аммиака и воды к двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза (L и M) определяют текущее значение степени конверсии двуокиси углерода в карбамид

Х =-3,1511+6,789 10 L+4,?90 10 T с+

+6,089 У+8,660 10 ° Рс, -0,6798 Ь ° М+

1439096

4 (х) -хэ

6,789 10» -0,6798 0+2,403 ° 10 "- Т„

+2,403 10 T» Ткс 5в675 10 И

-2 ° 096 10 .M ° Ткс ° (3)

По упомянутым величинам мольного отношения воды,к двуокиси углерода íà 5 входе колонны 4 синтеза (к1) и текущего значения степени конверсии двуоки си углерода в карбамид (Х ) сигналу от датчика 23 температуры верха колонны 4 синтеза (Т „) и заданной ве- 10 личине степени конверсии (Х ), определяют необходимое изменение величины мольного отношения аммиака к двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза г

1 5 (5) (Чина )Р = Низ 4э101 10 1 Рсо 1,315

Полученное требуемое значение расхода жидкого аммиака в эжектор 5 (Ч ) преобразуется в задания управляющим блоком 25, сигналы от которых поступают на исполнительные механизмы 26, изменяющие производительность аммиачных насосов 17 (показано штриховой линией).

Расчеты по приведенным уравнениям выполняются в вычислительном устройстве 24, в которое вводится необходимая информация от датчиков 19 и 20 расхода, датчиков 21 и 23 температуры и датчика 22 давления (показано штрих-пунктирными линиями).

Использование предлагаемого способа позволяет достичь более высоких показателей технико-экономической эффективности работы колонны синтеза, так как в данном способе управления осуществляется стабилизация заданного значения, степени конверсии двуокиси углерода в карбамид по сравнению с известным способом, в котором не обеспечивается заданная .величина степени конверсии двуокиси углерода в карбамид.

Преимущество предлагаемого способа заключается в увеличении в среднем на 0,157 степени конверсии двуокиси углерода в карбамид, что соответствует увеличению производительности колонны синтеза на 0,25Х или на 1200 т карбамида в год, что приводит к снижению себестоимости 1 т карбамида.

10 Ток +6э 276. 10 Чнн -0,3678 щий регулирование расхода жидкого

20 аммиака на входе в колонну синтеза, измерение расхода двуокиси углерода на входе в колонну синтеза, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности

25 процесса эа счет повышения степени конверсии двуокиси углерода в карбамид, дополнительно измеряют давление двуокиси углерода на входе колонны синтеза, температуру верха колонны

30 синтеза и плава на выходе отпарной колонны, по измеренным значениям расходов жидкого аммиака и двуокиси углерода, давления двуокиси углерода и температуры плава на выходе отпарной

35 .колонны ра с считывают те кущи е в еличины мольньгх отношений аммиака и воды к двуокиси углерода на входе колонны синтеза, по измеренным значениям температуры верха колонны синтеза, дав40 лению. двуокиси углерода и рассчитанным текущим величинам мольных отношений аммиака и воды к двуокиси углерода рассчитывают текущую величину степени конверсии двуокиси углерода

45 в карбамид, по измененным значениям температур верха колонны синтеза и плава на выходе отпарной колонны, дав50

Формула изобретения

Способ управления процессом синтеза в производстве карбайида, включаюПо упомянутому необходимому изменению мольного отношения аммиака к двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза, bL, и сигналам от датчиков

20, 21 и 22 расхода жидкого аммиака в эжектор 5 (Ч,ц,,) темттературы плава на выходе отпарной колонны 8 (T« ) и давления двуокиси угле1тода на входе колонны 4 синтеза (Рсб ) определяют т. требуемое значение расхода жидкого аммиаКа в зжектор 5 ления двуокиси углерода, расхода жидкого аммиака на входе в колонну синтеза, заданной величине степени конверсии двуокиси углерода в карбамид и рассчитанным текущим величинам мольного отношения воды к двуокиси углерода г» входе колонны синтеза и степени конверсии двуокиси углерода в карбамид рассчитывают требуемый расход жидкого аммиака на входе в колонну синтеза и стабилизируют расход в колонну по рассчитанному значению.