Способ управления процессом получения азотной кислоты

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскмн

Социалмстйчесиин республик ()) дополнительное к авт. свил-ву— (щ Заявлено 25.07.77 (21) 2" - 885/2 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

С)публиковано 05.04.795юллетень № 1З

Дата опубликования описания 08. 04.79

В (51) М, Кл.

С 0J. В 21/38

& 05 Х>27/00

Гееударстеенньй немнтет

СССР ее делам нзебретеннй н етнрмтнй д) у д,(6 6.0 1 2-52(088,8) (72) Автори изобретения

Б. 3. Вильдввский и В. lI. Зельманзон

P i) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ

АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к способам управления технологическими процессами и может быть использовано в химической промышленности при автоматиэапии процесса получения азотной кислоты.

Известен способ автоматического управ- > лениц процессом получения слабой азотной кислоты путем регулирования соотношения расходов воздуха и аммиака, подачи технологической воды в абсорбционную колонну в зависимости от состава выхлопных газов, концентрации кислоты, расхода аммиака и давления в абсорбционпой копанке (1).

Недостатком данного способа управления является то, что он не позволяет вы15 брать оптимальный режим управления температурой. хитроэных газов на входе в компрессор, поскольку не предусматривает управление установкой испарения аммиа

20 ка.

Известен также способ автоматического управления производством слабой азотной кислоты путем регулирования соотношения расходов аммиака и воздуха в кон тактный алнарат, уровня жидкого аммиака B испарнтелях с высокстемпературным теплоносителем изменением подачи жидкого аммиака, давления газообразного аммиака в коллекторе изменением подачи высокотемпературного теппопосптепп (21.

Недостатком данного способа управления является то, что он не обеспечивает высокой производительности и:- кономичности работы производства вследствие неоптимального режима работы нитрозного компрессора по температуре газов на входе.

Белью изобретения является повышение производительности процесса и снижечие расхода высокотемпературного теплоносителя.

Поставленная пель достигается тем, что уровень жидкого аммиака в испарителях с высокотемпературным теплоносителем изменпот в зависимости от темпе8 55645

Иссиеловацие процесса получения азотной киспоты цоказапо, что изменение уровня жидкОГО аммиака в испаритепях с Вы сокотемиературцым тепионоситепем мож5 ио опредепить по спелуюшему выражению: ратуры низкотемпературного теплоцоситепя на входе и выходе испаритепей, расходов аммиака и воздуха и температуры нитрозного=газа поспе газового промыватепя; ц +4 5 10 а 16 в нгтек нгзакуЖ „— д

-ъ(<5 + 1(н 47

1„- „ (М) где 6 gg - соответственно, расходы ам- 1< Тогда уровень жидкого аммиака в ис миака и воздуха в контактный аппарат; паритепях можно опредепить как выражеС5 Э

Mt - соответственно, текущее и ние:

НГтви Ht зйд заданное значения температуры нитроэно- H=H „+лн (2) го газа после газовото промыватепя

У где Н вЂ” текущее значение уровня.

Т©К ф и ф — соответственно, температура 15 Еспи разница t „-1„„, равна

И N, низкоте мперату рног о теп поносите ля на нупю, то уровень жидкого аммйака опревходе и выходе испаритепей. де пя ется по ура вне ни|о: н 47 7) .И =2 НО-Ы, — "— +ь,1 <о

Й „-Ф..ь (4 -Ь к и к

На чертеже дана принципиальная схе- окиспов азота. Уровень жидкого аммиама дпя реапизации нредпагаемого choco- ка измеряется датчиком 18, выходной ба. сигнап которого поступает одновременСпособ осуществпяется спедуюшим об- > но в регулятор 19, воздействующий на разом. исполнительный механизм регупируюшеЖидкий аммиак из сети поступает по ro органа 20 и вычиспитепьное устройтрубопроводу 1 через ресивер 2 в парап- ство 21. леньно работающие испаритепи 3-5. В Измерение температуры низкотемпераиспаритепе 3 используется высокотемпе- 5© турного теппоноситепя на входе и выходе ратурный теппоноситепь, поступающий по из испарительной установки осушествпятрубопроводу 6, а в испаритепях 4 и 5 - ется датчиками 22 и 23, измерение темнизкотемпературный теппоноситель, по- пературы нитрозного газа на выходе из ступающий по трубопроводу 7, циркупя- газового иромыватепя — датчиком 24, ция которого осуществняется насосом 8. 55 а выходные сигнапы через нормируюшие

Газообразный аммиак из испаритепей преобразоватепи 25-27 поступают в выи реснвера поступает в коннектор 9 и чиспитепьное устройство 21. Измерение дапее через перегреватвпь 10 аммиаке- давления газообразного аммиака в копв контактный аппарат 11. пекторе 9 осуществпяется датчиком 28, Ннтроэный гаэ по трубопроводу 12 46 выходной сигнап которого одновременно нэ установки утипиэации теппа с темпе- направляется в регупятор 29, воздейстратурой 56-65 С поступает дня отмывO вуюший на испопнитепьный механизм реки от аммонийных соней в газовый про- гулирующего органа 30, установленного мыватепь 13. Отмывка, осуществпяется на пинии подачи высокотемпературного циркупирующим конденсагом азотной 5 теплоноситепя в скоростной испаритепь киспоты, образующимся в этом аппарате 3 и в вычислительное устройство 21. иэ сконденсированной реакционной воды В вычиспительное устройство 21 пои окиспов азота нитрозных газов. В га- ступает информация о расходах аммиака зовом промыватепе происходит также ох- и воздуха от датчиков 31-и 32 через лаждение до 40-50 С нитроэных газов

O 50 преобразоватепи 33 и 34. конденсатом азотной кнспоты, который предварительно охлаждается в выносном Между параметрами существует спехоподипьнике 14 водой, поступающей по дующая взаимосвязь. На температуру трубопроводу 15 из оборотного цикна, нитрозных газов оказывает непосредста затем захопоженной Бодой1 поступак

55 венно впияние температура конденсата щей по трубопроводу 7 в хоподипьнике азотной киспоты, подаваемого насосом

Нитроэные газы поступают в компрео- 35 на орошение верхней тарепки газовосор 17 и далее в установку абсорбции го промнвателя. 13. Конденсат азотной

6556 раничениями.

45 кислоты охлаждается низкотемпературным теплоносителем в холодильнике 16.

Таким образом, температура низкотемпературного теплоносителя оказывает влияние ца температуру нитроэных газов.

Поскольку конденсат азотной кислоты в холодильник 16 подается иэ низа газового промывателя 13 и при этом отдает ниэкотемлерату рному теппоносителю тепло, полученное от нитроэных газов, меж- 1О ду температурами нитроэных газов и низкотемпературного теплоносителя влияние взаимное.

Исларители 4 и 5 жидкого аммиака, использующие ниэкотемпературный тепло- 35 носитель, имеют запас по поверхности в соответствии с "требованиями функционирования технологической пинии, Теплоноситель циркулирует по трубам и заполняет их полностью. Аммиак поступает в межтрубное пространство испарителей и при нормальном технологическом режиме заполняет примерно половину испаритель ной поверхности.

Таким образом, изменение уровня жидкого аммиака влияет на температуру теплоносителя и через него оказывает влияние на температуру нитрозного газа после газового промывателя. В результате чзменение уровня жидкого аммиака в испарителях изменяется и количество иопаряемого аммиака, а следовательно, и давление в коллекторе 9 газообразного аммиака. Следует заметить, что максимальное и минимальное значения давления газообразного аммиака, минимальное и максимальное значения уровня жидкого аммиака и минимальное значение температуры теплоносителя определены регла40 ментом и являются технологическими orСпособ осуществляют следующим образом.

С помощью вычислительного устройстве считываются текущие значения параметров с датчиков 18, 22-24, 31 и 32.

Сравнивается текущее значение температуры нитрозного газа с заданным.

Есина - t „не равно О, раснгтек нгэснд читывается значение аН по уравнению

45 6 (1 ) если 1 — t равно О, раснгтек нг эсад читывается значение h Й по уравпени1о (3). Есл.t расчнтывалось значение ЬН, то по уравнению (2) расчитывается значе ние Н. Затем сравнивае гся расчнтанное значение Н с его граничными значениями. В этолл случае,еслизначение Н выходит за граничные значения, вырабатывается сигнал задания регулятору 19, равный граничному значению Н, если же значение Н не выходит за граничные значения, вырабатывается сигнал задания регулятору 19, равный расчитанному значению H.

Предлагаемый способ позволяет снизить расход высокотемпературного теппоносителя и температуру нитрозного о газа после газового промывателя на 5-8С, что приводит к увеличению производительности процесса на О, 8-1%.

Формула изобретения

Способ управления процессом получения азотной кислоты в установке, содержащей контактный аппарат, идпарители с высокотемпературным и низкотемпературным теплоносителем, коллектор газообразного аммиака и газовый промыватель, путем регулирования соотношения расходов аммиака и Boagyxa в контактный аппарат, уровня жидкого аммиака в испарителях изменением подачи жидкого аммиака, давления газообразного аммиа-. ка в коллекторе изменением подачи высокотемпературного теплоносителя, о тличаюшийсятем,что, сцелью повышения производительности процесса и счижения расхода высокотемпературного теплоносителя, уровень жидкого аммиака в испарителях регулируют в зависимости от температуры низкотемпературного теплоносителя на входе и выходе испарителей, расходов аммиака и возду ха и температуры нитрозного газа после газового промывателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М. 303285, кп. С 01 B 21/38, 196

2. Проект производства слабой азот ной кислоты по комбинированной схеме.

Р5 gP4 q

Составитель Г. Огапжанов

Редактор Л. Курасова Техред О. Андрейко Корректорй. Купр г нoн

Заказ 1445/16 Тираж 590 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитете СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рвушская няб., п. 4/5

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