Способ автоматического регулирования процесса нейтрализации фосфорной кислоты

(1 и 6736 О 6 Союз Советских Соцэгалистнческик Республггк(61) Дополнительное к авт. свид.ву - 122) Заявлено 27.03.75 21) 2116957/23. 2 51) М. КлС 01 В 25/163 6 05 О 27/00 рисоединением заяв Гесудерстееивгй комете СССР ее делам изсбретеиий и еткрьгтий(72) Авторииаобрете 71) Заявитель 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕС НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫИзобретение относится к автоматическому регулированию процессов нейтрализации и может найти применение в химической промышлен. ности в производстве фосфорных солей, например дннатрийсоффата.Известен способ автоматического регулирова. 5 ния процесса нейтрализации фосфорной кислоты, в которомиспользуется такой параметр, как расход 100%-ной углекислоты в отходящих из реактора газах 11Такой параметр удобен для определения 10 количества вступающей в реакцию кальцинированной соды, Однако способ в целом неприемлем для целей регулирования процесса ввиду того, что получение информации о коли.честве выходящего продукта, соответствующем 15 количеству одного из реагентов, вступившему в реакцию, не дает возможности учитывать по. тери, которые равны оазности между количеством реагента, поступившим в реактор, и количеством его, вступившим в реакцию. 20Известен способ автоматического регулирования процесса нейтрализации фосфорной кислоты кальцинированной содой путем, изменения расхода фосфорной кислоты в зависимости от величины рН среды в реакторе при одновре. менной стабилизации температуры в последнем 21.Недостатком известного способа является то, что при значительных изменениях нагрузок по кальцинированной соде не обеспечивается надежность и точность измерения рН в реакто. ре, что не дает возможности эффективного регулирования процесса. Вследствие этого в реактор подают заведомо большее количество кальцинированной соды, чем требуется для нор. мального ведения процесса. Это приводит, помимо неоправданного увеличения расхода кальцинированной соды, к ухудшению качества выходящего раствора ввиду загрязнения его непрореагировавшей избыточной содой, снижению про. изводительности реактора и производства в целом,Подобные нежелательные явления, вызывают ся объективными факторами: неоднозначностью величины рН в объеме реактора, малым диагазоном измерения величины рН и запаздывани. ем во времени сигналов, характеризующих эту673606 20 25 ЗО 45 Я 55 3величину, Кроме того, при регулировании процесса по велннине рБ йзменяют подачу толькоодного ЙЗ компонентов фосфорной кислоты, аподача качьцинированной соды никак не регулируется.Целью предлагаемого изобретешя являетсяуменьшение расхода кальцащрованной содыв производстве динатрийфосфата и улучшениекачества продукта,Поставленная цель достигается темчтоподачу содь в реактор; осуществляют по разности сигналов, пропорциональных расходусоды, поступающей в реактор, и по содержа.нйю 100%-ной углекислоты в отходящих газах," соотввтствующему количеству соды, вступив.шей в реакцию.Процесс нейтрализации фосфорной кислотыкяльшпщрованной содой протекает по реакцииМа 2 СОз + Нэ РО Ма НРО + СО + Н ОПри регулировании процесса только путем изменения подачи фосфорной кислоты в реакторв соответствии с показателем рН среды в реакторе, как это осуществляется в настоящее время,пе обеспечивается оптимальность процесса. Подача кальцинированной соды, присутствие которой в конечном продукте нежелательно, при этомне регулируется,На чертеже изображена принципиальная схемаосуцествлеши предлагаемого способа.Нейтрализацию фосфорной кислоты кальцини.рованной соцой производят в реакторе 1, кудасоду подают через ввод 2, а кислоту - через ввод3, Колйчество отходящих иэ реактора газов и кон.центрацию углекислого газа, образующегося врезультате реакции, замеряют соответственнодатчиком расхода 4 и датчиком концентрации5. Сйтйалы; "пропорциональные этим велипщам, перещюжают в функциональномблоке 6. Выходной сигнал блока 6 масштабнруют в масштабном блоке 7 и подают в блок сравнешя 8, где сравнивают с сит.ылом, пропорциональным общему расходу соды в реактор, от датчика расхода соды 9, Сигнал рассогласования после блока сравнения 8подают на регулирующий блок 10, сигнал которого является .заданием "регулирующемублоку 11. В блоке 11 сигнал, пропорциональный расходу кальцинированной соды, от датчи.ка 9 сравниваютс сигналом задания блока 10:и подают на регулирующий орган 12, с помощью которого осуществляют стабилизацию рас.хода кальцинированной соды. Температуру среды в реакторе измеряют датчиком 13 и пода.ют сигнал на вход регулирующего блока 14,которьп 1 при помощи регулирующего органа15 изменяет подачу греющего пара в теплооб.мецник, 16 реактора 1. 4Величину рН среды в реакторе 1 изменятот датчиком 17, Сигнал, пропорциональный этой величине, подают на вход регулирующего блока 18, который лри помощи регулирующего орга. на 19 по заданному закону изменяет расход фосфорной кислоты в реактор 1.Способ осуществляется следующим образом.При изменении расхода в реактор 1 (например увеличении) рН среды реактора изме няется в ту же сторону. Для подцержания ве. личины рН на требуемом уровне необходимо увеличить расход фосфорной кислоты в реактор 1. Однако, учитывая запаздывание во вре. мени сигналов, характеризующих величину рН, инеоднозначность этой величины в обьеме реактора, фосфорной кислоты, как правило, подают меньше необходимого количества, и соответственно в реактор 1 поступает соды больше, чем требуется для нейтрализации всей фосфорной кислоты. Следовательно, необхо. димо уменьшить подачу соды в реактор, По предлагаемому способу сигналы от датчиков 4,5 преобразуют в функциональных блоках 6, 7 и получают сигнал, пропорциональный количеству соды, вступившей в реакцию нейтрали.зации с фосфорной кислотой, Полученный сиг. нал подают в блок 8, где сравнивают с сигналом, пропорциональным расходу соды в ре. актор, от датчика 9.Из блока 8 сигнал рассогласования, пропорциональный количеству соды, не вступившей в реакцию нейтрализации и являющейся бал. ластом в реакторе, подают в регулирующийблок 10, который изменяет задание регулирую.щему блоку 11, Последний при помощи регулирующего органа 12 уменьшает расходы содыдо величины, необходимой для нейтрализации всей , фосфорной кислоты,П р и м е р, Исходный режим производства 40 динатрийфосфата характеризуется следующими показателями:расход соды (96,6% йаСОз) в реактор 8,32 т/час;расход фосфорной кислоты (42% Н,РО,) вреактор 18,2 т/час;рН среды в реакторе 8,5;. расход углекислого газа из реактора в пересчете на 100% СО 2 3,5 т/час;расходы воды с испарениями из реактора 0,5 т/час;выход готового продукта из реактора (50% На НРО 4) 22,52 т/час.При увеличении расхода соды в реактор до 9,15 т/ч рН среды реактора увеличивается до 3,7, Следовательно для поддержания прежней величины рН среды в реакторе необходимо увеличить расход фосфорной кислоты до 19,1 т/час, В результате реакции нейтрализации.Именно такое количество соды вступает в реакцию нейтрализации, тогда как подача соды увеличивается до 9,15 т/ч, т.е. остается значи. тельное количество непрореагирозавшей соды,которая загрязняет конечный продукт.В соответствии с предложенным способом сигнал от датчика концентрации углекислого газа 4 перемножают с сигналом от датчика расхода углекислого газа 2, Полученный сигнал, пропорциональный величине 3,075 т/ч 100%-ный СО, подают на масштабный блок 7. После масштабирования сигнал, пропорциональ. ный величине 8,735 т/ч соды, подают в блок сравнения 8; где сравнивают с сигналом от датчика расхода 9, пропорциональным величине 9,15 т/ч соды, Сигнал рассогласования, про. порциональный величине 0,415 т/ч соды, пода. ют на регулирующий блок 10, Последний по заданному закону регулирования изменяет за. дание регулятору 11, который через регулиру. ющий орган 12 уменьшает подачу соды до вецичины 8,735 т/ч;Таким образом предложенный способ позволяет практически ликвидировать потери, обра зующиеся за счет непрореагировавшей соды, улучшить качество выходящего продукта за счет отсутствия в нем примеси непрореагиро вавшей соды и повысить производительностьреактора за счет увеличения его полезного2 6объема на 2% (весь объем занимают толькокомпоненты, участвующие в реакции).Предполагаемый экономический эффект отприменения предложенного способа в произ 5 водстве динатрийфосфата мощностью 120 тыс,тонн в год составляет примерно 60 тыс. руб.в год,10 Формула изобретения Способ автоматического регулирования про.цесса нейтрализации фосфорной кислоты каль.цинированной содой в производстве динатрий.15 фосфата путем изменения расхода фосфорнойкислоты в зависимости от величины рН среды в реакторе при одновременной стабилизации темпе.ратуры в последнем, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью уменьшения расхода кальци 20 нированной соды и улучшения качества продук.та, подачу соды в реактор осуществляют по раз.ности сигналов; пропорциональных расходу соды, поступающей в реактор, и содержанию100%-ной углекислоты в отходящих газах, со 25 ответствующему количеству соды, вс ут пейв реакцию,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР У 385913,30 кл, С 01 О 7/00, 1973,2, Технический проект. П", оизводство кормо.вого динатрийфосфата", Ленниигипрохим, 1971.