Способ автоматического регулирования процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры

 

О П И С А Н И Е (»)956426

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.12.80 (21) 3258464 23-26 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (51)М.Кл.з С 01 С 1/18

G 05 D 27/00

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33 (53) УДК 66.12-52 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Авторы изобретения

В. В. Ажогин, А. П. Мовчан, В. Ф. Мысак и В. И., Лахин, ° i JA)c 1 .. " $.

Киевский ордена Ленина политехнический инстйтут,. ук,ту „, им. 50-летия Великой Октябрьской социалистич кебы, революции (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ

АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ

Изобретение относится к способу автоматического регулирования химичеоких процессов и может быть использовано в химической промышленности в производстве аммиачной селитры.

Известен способ автоматического регулирования,процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры, при котором величину рН раствора аммиачной селитры и давление сокового,пара экстремально корректируют в соответствии с содержанием связанного азота в соковом паре (1).

Известен также способ автоматического регулирования процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры путем экстремального регулирования расходов орошающего раствора и реагента в нейтралнзатор в зависимости от количества воды в орошающем растворе и потерь связанного азота с соковым паром, регулирования уровня орбшающего раствора на тарелках промывной части нейтрализатора (2).

Известные способы не обеспечивают минимальных потерь сырья и энергетических затрат.

Целью изобретения является снижение потерь сырья и энергетических затрат.

Постановленная цель достигается тем, что в известном опособе уровень орошающего раствора регулируют с коррекцией по расходу реагента.

На фиг. 1 приведена функциональная схема системы автоматического регулирования; на фиг. 2 — один из возможных вариантов реализации алгебраического блока.

Нейтрализатор 1 содержит промывную часть с тарелками и реакционную часть, .которые соединены между собой по орошающему раствору.

Система автоматического регулирова16 ния нейтрализатора 1 состоит из измерителей 2 и 3 расхода орошающего раствора и сокового пара, измерителя 4 концетрации реаганта в орошающем растворе, измерителя 5 связанного азота в соковом паре, регулирующих клапанов 6, 7 подачи орошающего раствора и реагента, алгебраического блока 8 и двухканального оптимизатора 9, причем выходы измерителей 2 — 5 соединены со входами алгебраического

25 блока 8, выход которого подключен ко входу двухканального оптимизатора 9, а выходы последнего соединены с .регулирующими клапанами 6 и 7.

Кроме того, система содержит измеритель 10 расхода азотной кислоты в реак956426 циовную часть нейтрализатора 1, измеритель 11 уравня орошающей жидкости на тарелках, регулятор 12 уровня, регулирующий клапан 13 и блок 14 умножения на постоянный коэффициент, .причем измерители 10 и 11 подключены ко входам регулятора 12, выход которого соединен с клапаном 13.

Блок 8 (фиг. 2) состоит из блока 15вычитания, блоков 16 и 17 умножения двух сигналов, блоков 18 — 21 умножения на,постоя нный коэффициент, блоков 22 и 23 суммирования, причем вход блока 15 соеди нен с измерителем 4, вход блока 16 — с измерителем 2, входы блоков 19 — 21 — с измерителем 5, вход блока 17 — с выходом блока 22 и измерителя 3. Выход блока

23 подключен к входу оптимизатора 9, Способ осуществляется следующим образом.

Реакцию нейтрализации азотной кислоты аммиаком в нейтрализаторе 1 по технологии ведут в слабокислой среде щелоков.

При этом, наблюдаются потери связанного взота с соковым паром, которые в зависимости от состояния реактора, нагрузки на него и величины рН щелоков могут быть либо в виде аммиачной селитры и азотной кислоты, либо в виде аммиачной селитры и аммиака.

Подача орошающего раствора на промывные тарелки нейтрализатора 1 при водит, во первых, к разбавлению щелоков, эо-вторых, к увеличению степени улавливания связанного азота из сокового пара, причем степень улавливания зависит как от расхода орошающего раствора, так и от его кислотности. Для лучшего связывания аммиака из сокового пара по технологии предусмотрено подкисление орошающего

:раствора реагентом, например азотной кислотой. Однако в случае кислой среды сокового пара постоянное добавление азотной кислоты в орошающий раствор способствует увеличению потерь связанного азота из-за дополнительного выделения азотной кислоты из орошающего раствора вследствие ее летучести.

При осуществлении известных способов управления уровень орошающего раствора на тарелках промывной части стабилизируется .на уровне, который определяется высотой переливных труб, обеспечивающих сток орошающего раствора в реакционную часть нейтрализатора 1.

Очевидно, что увеличение высоты уровня способствует, с одной стороны, повышению степени абсорбции связанного азота из сокового пара, с другой — приводит к, у величению гидродинамического сопротивления, препятствующего отводу сокового пара .из реакционной части аппарата. Причем, чем меньше нагрузка на нейтрализатор 1, тем меньше выделяется .сокового пара, тем труднее ему преодолевать гидро50

5

Зо

45 динамическое сапротивление слоя орошающей жидкости на тарелках. Нагрузка же ,на,нейтрализатор 1 пропорциональна расходу азотной кислоты в его реакционную часть.

Таким образом, регулирование уровня орошающего раствора прямо пропорционально нагрузке обеспечивает повышение. степени очистки сокового пара без нарушения режима работы реакционной части нейтрализатора 1. Регулирова|ние уровня осущеспвляется следующим образом. Сигнал, пропорциональный уровню раствора, от измерителя 11 поступает на вход регулятора 12. Последний воздействует на клапан, расположенный на линии стока орошающего раствора из промывной части нейтрализатора 1 в реакционную, чем обеспечивается стабилизация уровня на зада ином значении. Значение регулятору 12 формируется контуром, содержащим измеритель 10 и блок 14.

Оптимальное значение расхода и кислотности орошающего раствора отыскивает,двухканальный шаговый оптимизатор

9 (на регуляторах типа АРС), воздействуя на клапаны 6 и 7. На вход оптимизатора 9 заводят сигнал,,пропорциональный суммарным затратам, который вычисляется блоком 8.

Блок 8 выполняет следующие преобразования. Блок 15 по величине концентрации реагента Ср в орошающем растворе вычисляет содержание влаги С, в орошающем раст|воре: С,=- 100 — Ср.

Выходной сигнал блока 16 пропорционален расходу воды, содержащейся в орошающем растворе:G,=С,.G,ð, где G...— расход орошающего раствора. Умножая в блоке 18 сигнал, пропорциональный б,р, на коэффициент, пропорциональный стоимости выпаривания (II,,) этой дополнительной влаги, на,выходе блока 18 получают сигнал (Z ), пропорциональный дополнительным затратам на упаривание щелоков

Z1 — — LI, GÄ который, подан в сумматор 23.

Сигналы, пропорциональные содержанию аммиачной селитры (С,), азотной кислоты (С,. ) и аммиака (С,), умножаются соответственно в блоке 19 на удельную стоимость селитры (Ц.), в блоке 20 — на удельную стоимость азотной кислоты (Ц, ) и в блоке 21 — на удельную стоимость аммиака (Ц,). Выходные сигналы блоков

19 — 21 суммируются в блоке 22, на выходе которого получают сигнал, пропорциональный Ц, С,+Ц, С,-+Ц, С,. Умножая в блоке 17 полученный сигнал на сигнал, пропорцянальный расходу сокового пара (0,„), на выходе блока 17 получают сигнал (Zz), пропорциональный стоимости потерь связанного азота с соковым паром (Z9 — О (Ц С+Ц С 4 Ц С), который подан в сумматор 23.

956426

Выходной сигнал этого суммагора про-порционален суммарным затратам, обус..ловленным потерями связанного азота с соковым паром и затратами на упаривание щелоков.

Внедрение предлагаемого способа позволяет поддерживать минимально возможные суммарные затраты, обусловленные потерями связанного азота с соковым паром и энергетическими затратами на упа.ривание щелоков. Кроме того, реализация такого способа обеспечивает уменьшение загрязнения окружающей среды отходами производства из-за уменьшения выброса вредных веществ с саковым паром в биосферу.

Формула изобретения

Способ автоматичвского регулирова ния .процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры путем экстремального регулирования расходов арошающегооя раствора и реагента в нейтрализатор в зависимости от количеств воды в орошающем растворе и потерь связанного азота с соковым паром, регулирования уровня орошающего раствора на тарелках промывной части нейтрализатора, о тл.и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения потерь сырья и энергетических затрат, уровень орошающего раствора регулируют с коррекцией по расходу реагента.

Источники и нформации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 451624, кл. С 01 С 1/18, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 765212, кл. С 01 С 1/18, 1978.

956426

Составитель Г. Огаджанов

Техред В. Рыбакова Корректор С. Файн

Редактор 3. Бородкина

Заказ 872/679 Изд. № 216 Тираж 514 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»