Способ управления процессом синтеза в производстве карбамида

(21) (гг) (46) (71) 4251752 27,05.8 23.11.8 Государ ый науч т компл В,Н.Игн иноград 66.0128. Бюл. ственнь ентсесоюзныи вательски но-иссл раль стит (72) А.С. (53) (56) н екснои ав атов, Л.П ов и В,Я.52 (088.8) ый В,И ение карб матизациященко,о бедев В.Вмида, Л.: Сииимия тез1970 риме 28(54) ТЕЗА (57) ческ ОЦЕССОМ СИН А 11 ИДА я к автомат -технологит быть исти по произений в прою изобретероизводитель вьппения стеческ степени конвев карбамид, ни конверсии азаний Д 20 сии двуокиаданной ведвуокиси уг 3 и стабиглен а ьзован омьпнпенн с углерода личины степе лерода и пок есса за счет и ности п СО С ЯР Ф ГОСУДАРСТВЕННЪ 1 Й КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЪ 1 ТИЙ ОПЙСАНИ РСКОМУ СВИДЕТ ПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРПРОИЗВОДСТВЕ КАРБэобретение относиту управлению химики процессами и мож водству минеральных удобиэводстве карбамида. Целния является увеличение ып 4 С 07 С 126/02 С пени конверсии двуокиси углерода вкарбамид, Способ предусматривает расчет текуп 1 их величин мольных отношений аммиака и воды к двуокиси углерода на входе колонны синтеза, используя показания датчиков (Д) 19-22соответственно расходов двуокиси углерода и аммиака, температуры плавана выходе отпарной колонны и давлениядвуокиси углерода, расчет текущей величины степени конверсии двуокиси углерода в карбамид на основании рассчитанных значений величин мольныхотношений аммиака и воды к двуокисиуглерода и показаний Д 22 и Д 23 температуры верха колонны синтеза, расчет требуемого расхода жидкого аммиака на основании рассчитанных величинмольного отношения воды к двуокиси лизацию рассчитанного расхода аммика, 1 ил.Изобретение относится к автоматическому управлению химико-технологическими процессами и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений впроизводстве карбамида.Цель изобретения - увеличение производительности процесса за счет повышения степени конверссии двуокиси 10углерода в карбамид,На чертеже представлена схема, поясняющая предлагаемый способ,Газообразная двуокись углерода потрубопроводу 1 и небольшое количество 45воздуха,по трубопроводу 2, смешиваясь, поступают по трубопровоцу 3 вколонну 4 синтеза, н которую изэжектора 5 по трубопроводу 6 поступает жидкий аммиак в смеси с раствором каррамата аммония. План из колонны синтеза, содержащий карбамид,воду, непрореагиронавшие аммиак идвуокись углерода, по трубопроводу 7поступает в отпарную колонну 8. В от парной колонне из плана отгоняютсялетучие компоненты, которые по трубопроводу 9 поступают в смеситель10, где смешиваются с рециклическимпотоком раствора углеаммонийных солей поступающих по трубопроводу 11из отделения дистилляции, вступаютв реакцию в карбаматных конденсаторах 12, образуя раствор карбаматааммония. Затем в сепараторе 13 происходит выделение иэ раствора карбамата аммония несконденсированшихсягазов, которые по трубопроводу 14направляются в отделение дистилляции.Раствор карбамата аммония по трубопроводу 15 направляется н эжектор,куда из отделения дистилляции по трубопроводу 16 насосами 17 подаетсяжидкий аммиак, План из отпарной колонны по трубопроводу 18 поступает на 5дальнейшую переработку в отделениедистилляции,Система управления процессом синтеза состоит из датчика 19 расходадвуокиси 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 двуоки.си углерода на входе колонны 4 синтеза, датчика 23 температуры верхаколонны 4 синтеза, нычислительногсустройства 24, воздействующего через упранляющие блоки 2 5 на исполнительные механизмы 26 изменения производительности аммиачных насосоъ.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 впияет на процесс синтеза карбамида, в частности, на величину степени конверсии двуокиси углерода в карбамидСпособ управления процессом синтеза карбамида осуществляется следующим образом.По сигналам от датчиков 19-22 расхода двуокиси углерода в колонну 4 синтеза (Чсо ) расхода жидкого аммиакка в эжектор 5 (Чя ) температуры плана на выходе отпарной колонны 8 (То) и давления двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза (Р) опсо ределяют величины мольных отношений аммиака и воды к двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза: Ь = -16,54-03678 Чян+0,6654 Так -Г -4-2,849 10-Чин Рсо (2)йнсо По сигналам от датчиков 22 и 23 давления двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза (Р ) и темтератусоры верха колонны 4 синтеза (Т) и упомянутым мольньм отношениям аммиака и воды к двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза (Ь и У) определяют текущее значение степени конверсии двуокиси углерода в карба- мид Х =-3, 1511+6, 789101,+4, 290 10Т +-2,096 10ИТкс(3)По упомянутым величинам мольного отношения воды,к двуокиси углерода на 6 входе колонны 4 синтеза (Ч) и текущего значения степени конверсии двуоки си углерода в карбамид (Х) сигналу от датчика 23 температуры верха колонны 4 синтеза (Т) и заданной ве личине степени конверсии (Х), определяют необходимое изменение величины мольного отношения аммиака к двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза г1 5 ДЬ(17 йнз )Р йнз 4,101 10-" Рсо -1,315Полученное требуемое значение расхода жидкого аммиака в эжектор 5 (Ч 1 н ) 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 иеобходи" мая 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 проиэводйтелкности колонны синтеза на 0,253 или на 1200 т карбамида в год, что приводит к снижению себестоимости 1 т карбамида.10Т+6,276 10 Чнн -Ов 3678 щий регулирование расхода жидкого 20 аммиака на входе в колонну синтеза,измерение расхода двуокиси углеродана входе в колонну синтеза, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности25 процесса эа счет повышения степениконверсии двуокиси углерода в карбамид, дополнительно измеряют давлениедвуокиси углерода на входе колоннысинтеза, температуру верха колонны 30 синтеза и плава на выходе отпарнойколонны, по измеренным значениям расходов жидкого аммиака и двуокиси углерода, давления двуокиси углерода итемпературы плава на выходе отпарной Зб .колонны рассчитывают текущие величины мольных отношений аммиака и водык двуокиси углерода на входе колоннысинтеза, по измеренным значениям температуры верха колонны синтеза, дав лению.двуокиси углерода и рассчитанным текущим величинам мольных отношений аммиака и воды к двуокиси углерода рассчитывают текущую величинустепени конверсии двуокиси углерода 4 б в карбамид, по измененным значениямтемператур верха колонны синтеза иплава на выходе отпарной колонны, давФормула изобретения Способ управления процессом синтеза в производстве карбайида, включаюПо упомянутому необходимому изменению мольного отношения аммиака к двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза, ДЬ, и сигналам от датчиков 20, 21 и 22 расхода жидкого аммиака в эжектор 5 (7,ц) температуры плава на выходе отпарной колонны 8 (Т) и давления двуокиси углерода на входе колонны 4 синтеза (Рсб ) опРеделЯютхтребуемое значение расхода жидкого аммиаКа в зжектор 5 ления двуокиси углерода, расхода жидкого аммиака на входе в колонну син- .теза, заданной величине степени конверсии двуокиси углерода в карбамид и рассчп санным текущим величинам мольного отношения воды к двуокиси углерода г входе колонны синтеза и степени конверсии двуокиси углерода вкарбамид рассчитывают требуемый расход жидкого аммиака на входе в колонну синтеза и стабилизируют расход вколонну по рассчитанному значению.