Способ автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты

(Я) 4 С 0 ГОСУД ПО ДЕ 0 ИЕ ИЗ Т АВ СХ М СЭ ВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уфимский нефтяной институт(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОТСТАИВАНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОй ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ(57) Изобретение относится к способу автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты, может быть использовано в химическои промышленности и позволяет повысить качество готовой кислоты за счет снижения содержания в ней твердых примесей. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования температуры в подогреватель изменением подачи пара в змеевик датчик (Д) 8 температуры, регулятор 11, регулирующий орган (РО) 19 с коррекцией по разности плотностей шлама и готовой кислоты (Д 3 и 4, Р 12, связанный с Р 11), контур расчета текущего содержания твердых в исходной кислоте в вычислительном устройстве 14 с учетом температуры и концентрации окиси фосфора в исходной кислоте, контур расчета заданного значения расхода шлама в зависимости от расхода и плотности исходной кислоты и плотности шлама в вычислительном устройстве 15.1 ил.1283223 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1Изобретение относится к автоматизации процессом получения экстракционнойфосфорной кислоты (ЭФК) на стадии ееупаривания и может быть использовано вхимической и других отраслях промышленности при автоматизации отстойников с рециклом твердой фазы,Очистку ЭФК от твердых примесей (шлама) осуществляют в отстойнике постоянногоуровня с рециркуляцией шлама.На процесс действуют возмущения, дестабилизирующие режим отстаивания, чтоотрицательно отражается на качестве готовой кислоты по содержанию в ней твердых примесей. Основные возмущения поступают с потоками исходной кислоты (колебания, расхода, концентрации и содержания твердых примесей) и рециркулирующего шлама (колебания расхода и плотности, зависящей от содержания твердых),а также возникают из-за нестационарноститепловых и концентрационных режимов аппарата.Целью изобретения является повышениекачества готовой кислоты за счет сниженияв ней твердых примесей.На чертеже приведена система автоматического регулирования для реализацииданного способа регулирования.Система включает отстойник и подогреватель, датчики 1 и 2 датчики 3, 4 и 5плотности, датчик 6 концентрации, датчики7 и .8 температуры, регуляторы 9 - 13, вычислительные устройства 14 и 15, сумматор16, регулирующие органы 17, 18 и 19,Способ осуществляют следующим образом.Стабилизируют расход исходной кислотыв отстойник, Для этого датчиком 1 измеряют расход исходной кислоты и сигнал бнаправляют на вход регулятора 9, куда также подают задание б,з . Сигналы б и 6,сравнивают и по величине рассогласования формируют, например, по ПИ-законусигнал У который подают на регулирующий орган 17, установленный на линииподачи исходной кислоты в отстойник, итем самым стабилизируют ее подачу.Для стабилизации количества поступающих с потоками исходной кислоты и шламатвердых примесей подачу циркулирующегочерез отстойник шлама осуществляют в зависимости от расхода и плотности исходнойкислоты и плотности шлама. С этой цельюизмеряют датчиком 2 расход шлама и отстойник и сигнал бнаправляют на входрегулятора 10. На второй вход регуляторав качестве задания направляют сигнал б ,от вычислительного устройства 15. В регуляторе 10 сигналы 6 и бю,ь сравниваюти формируют, например, по ПИ-законусигнал У, который направляют на регулирующий орган 18, установленный на линиишлама, и регулируют, тем самым подачу 2циркуляционного шлама в отстойник. Заданное значение расхода шлама формируют в зависимости от расхода и плотности исходной кислоты и плотности шлама в вычислительном устройстве 15 по формуле6 д = (О- К ив,щ 6)/Рщ,полученной из условия постоянства количества Я твердых примесей, поступающих в отстойник с потоками исходной кислоты и шлама (Я - расчетная величина, соответствующая номинальному режиму работы отстойника). Для этого сигнал от датчика 1 расхода исходной кислоты бл, сигнал от вычислительного устройства 14 содержания твердых в исходной кислоте Утв.п и сигнал от датчика 4 плотности шлама р направляют на вычислительное устройство 15 и формируют по формуле (1) сигнал 6,д, который используют далее в качестве задания регулятору 10.Текущее значение содержания твердых Ра, и в исходной кислоте рассчитывают в вычислительном устройстве 14 с учетом температуры Ти и концентрации Р 0 Сп в исходной кислоте. Сигналы температуры Т, концентрации Си плотности р исходной кислоты с выходов датчиков 7, 6 и 5 направляют на вычислительное устройство 14, формируют в нем сигнал р, и подают его на вход вычислительного устройства 15, Значение сигнала рт, и рассчитывают по формуле=Р К С +К Т (2) где К, К- коэффициенты определяемыеэкспериментально.Температуру суспензии в отстойнике поддерживают схемой стабилизации температуры в подогревателе. Для этого температуру в подогревателе измеряют датчиком 8 и сигнал Т с его выхода направляют на вход регулятора 11. На второй вход регулятора подают в качестве задания корректирующий сигнал Тз. В регуляторе по величине сравнения сигналов Т и Тз формируют, например, по ПИ-закону, сигнал У направляют его на регулирующий орган 19, установленный на линии подачи пара и тем самым регулируют температуру в подогревателе а следовательно, и в отстойнике. Задание Тз регулятору температуры формируют в регуляторе 12 по результатам сравнения текущего и заданного значений разности плотностей шлама и готовой кислоты, например, по ПИ-закону. С этой целью сигнал р плотности шлама с выхода датчика 4 направляют на вход сумматора 16. На другой вход сумматора подают сигнал Яг плотности готовой кислоты с выхода датчика 3. В сумматоре 16 формируют сигнал разности плотностей ЛР =Рт - Р и направляют его на вход регулятора 12.1283223 5 10 15 Формула изобретения 20 25 30 35 40 Составитель Г. Огаджанов Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец Заказ 7362/20 Тираж 455 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфицеское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4На другой вход регулятора 12 в качестве задания подают сигналд 1,формируемый регулятором 13, Сигналрплотности готовой кислоты с выхода датчика 3 направляют на вход регулятора 13. На второй вход регулятора подают сигнал ргз , заданного по регламенту значения плотности готовой кислоты. В регуляторе сигналы сравнивают и по величине рассогласования формируют, например, по ПИ-закону сигнал дрз .Разность плотностей, во-первых, однозначно характеризует скорость осаждения твердых в отстойнике при постоянстве их поступления с потоками исходной кислоты и шлама, во-вторых, этот параметр является весьма чувствительным к изменению грануломентрического состава твердой фазы в отстойнике и, в-третьих, он (параметр) обладает свойствами инвариантности к концентрационному и температурному режимам в отстойнике. Использование такой дифференциальной переменной . позволяет более эффективно подавлять воздействия неконтролируемых возмущений (в частности, по изменению гранулометрического состава), управлять скоростью осаждения и повысить эффективность регулирующего воздействия.Заданное значение Рз устанавливается в зависимости от плотности готовой кислоты при отклонении ее (плотности) от регламентного значения р, . Объясняется это тем, что стабилизация разности плотностей (что эквивалентно стабилизации скорости осаждения) не обеспечивает стабилизацию регламентного содержания твердых в готовой кислоте. Действительно, при действии возмущений абсолютные значения плотностей могут изменяться при постоянной разности.Данный способ автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты по сравнению с прототипом, за счет использования новых регулируемых переменных - температуры и концентрации исходной кислоты, расхода шлама в отстойник, разности плотностей шлама и готовой кислоты, и новых приемов регулирования - подача циркулирующего через отстойник шлама в количестве, обеспечивающем постоянство содержания твердых примесей, поступающих в отстойник, с потоками исходной кислоты и шлама, регулирования температуры в подогревателе по разности плотностей шлама и готовой кислоты и коррекции этой разности по плотности готовой кислоты, обеспечивает повышение качества готовой кислоты по содержанию в ней твердых примесей вследствие улучшения информативности и управляемости, достижения инвариантности к основным возмущениям на процесс и увеличение эффективности регулирующих воздействий. Способ автоматического регулирования процесса отстаивания экстракционной фосфорной кислоты путем регулирования температуры в подогревателе изменением подачи пара в змеевик подогревателя с коррекцией потплотности готовой кислоты, подачи циркулирующего через отстойник шлама и исходной кислоты в отстойник и измерения концентрации исходной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения качества готовой кислоты за счет снижения содержания в ней твердых примесей, дополнительно измеряют плотность и температуру исходной кислоты и плотность шлама, по измеренным значениям плотности, концентрации и температуре исходной кислоты рассчитывают содержание твердых частиц в исходной кислоте, определяют разность плотностей шлама и готовой кислоты и регулируют подачу циркулирующего через отстойник шлама в зависимости от измеренных значений расхода исходной кислоты и плотности шлама и рассчитанного содержания твердых частиц в исходной кислоте, а подачу пара в змеевик подогревателя корректируют в зависимости от разности плотностей шлама и готовой кислоты.