Способ управления процессом производства слабой азотной кислоты

СОЮЭ СОВшв юли миРЕСПУБЛИК9) 8 и Н) С)ПИСАН ОБР И У К АВТОРС АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС дМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОтНГЫТИ(56) .1. Авторское свидетельство СССРУ 439653,кл. С 01: В 21/38, 1972.2. Патент СЮ,9 3081:153,(54)(57) .СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА СЛАБОЙ АЗОТНОЙКИСЛОТЫ в установке, включающей узлыполучения, охлаждения и абсорбциинитрозных газов, трубокомпрессори реактор каталитического,очистки нитрозных газов, отходящих из узлаабсорбции, путем регулирования по. дачи добавочиого Кислародсодержащего газа в узлы охлаждения кинли абсорбции нитрозных газов в эависимоС- ти от содержания кислорода и акис лов азота в отходящих нитрозиьк га" зах, о т л и. ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения удельного расхода сырья за счет стабилизации режима работы турбокампРЕссора,.по- дачу добавочного кислородсодержащего газа регулируют дополнительнО в зависимости от температуры газа На входе турбокомпрессора, температуры ) ннтроэных газов. на вкоде реакторагФ ф температуры очищенных газов на вы-ходе реактора и частоты вращения вала турбокомпрессора.Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, нчастности процесса производства слабой азотнбй кислоты, н.может бытьиспользовано н химической промышленУности..)Изнестен способ автоматическогорегулирования процесса производства слабой азотной кислоты путем регулирования соотношения рг"ходоваммиака и воздуха с коррекцией по тем.10пературе в контактном аппарате окисления аммиака - узле получения ннтрозных газов, и регулирования расхода добавочного воздуха, подаваемого н абсорбцнонную колонну - узел 15абсорбции нитрозных газов, в зависимости от температуры дожигания отходящих. иэ узла абсорбции газов;т,е. температуры газов на выходе изреактора каталитнческой очистки нитрозных газов 1).Недостаток данного способа заключается в том, что он не обеспечивает стабильности частоты вращениявала турбакомпрессора так как учитывает только влияние температурыгазов на выходе реактора каталитической очисткй нитрозных газов. В связи с этим данному способу присущипониженная стабильность расхода сжима-З 0емого газа, например основного потока воздуха, давления в установкеи повышенные удельные расходы сырья, например,фаммиака, и энергоресурсов на тонну производимой кислоты.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяспособ управления процессом производства слабой азотной кислоты в установке, включающей узлы получения,охлаждения и абсорбции нитроэных 40газов, турбокомпрессор и реактор каталнтической очистки нитроэных газон, отходящих иэ узла абсорбции,путем регулирования подачи добавочного кислородсодержащего газа вузлы охлаждения и/или абсорбциинитроэных газов в зависимости отсодержания кислорода и окисловазота в отходящих нитроэных газах ( 2).Недостаток этого способа заключается н том, что он не обеспечивает низкого удельного расхода сырья,в частности аммиака, на тонну производимой кислоты, не предусматривает управление всем производствомслабой азотной кислоты в целом, аосуществляет регулирование толькоузлов получения и абсорбции нитрозных газов. Это не позволяет обеспечить стабильность частоты вращениявала турбокомпрессора и,следовательно, стабильность расхода сжимаемогогаза, например основного потока воздуха, и давления в установке,Цель изобретения " снижение удельного расхода сырья эа счет стаби- А 5 лизации режима работы турбокомпресФсора.Поставленная цель достигается тем, что подачу добавочного кислородсодержащего газа регулируют дополнительно в зависимости от температуры газа на входе турбокомпрессора, температуры нитрозных газов на входе реактора, температуры очищенных газов на выходе реактора н частоты вращения нала турбокомпрессора.На фиг.1 представлен пример реализации данного способа управления процессом производства слабой азотной кислоты в установке, работающей под единым давлением в узлах полу" чения и абсорбции нитроэных газов, например в отечественной устанонке, под давлением 7,3 атм; на фиг,2 то же, в установке, работающей по ,комбинированной схеме, т.е. прн различных давлениях в узлах получения н абсорбции нитроэных газон, например в отечественной установке АК.Установка по производству слабой азотной кислоты под единым давлением (фиг,1) содержит турбокомпрессор 1, включающнй компрессор 2 и газовую турбину 3, узлы 4-6 соответственно получения, охлаждения и абсорбции нитрозных газов, подогреватель 7 и реактор 8 каталитической очистки нитроэных газов. Система управления содержит датчики 9-11 соответственно температур сжимаемого газа (н данной установке воздуха), ннтрозных газов на входе реактора 8 и газов на выходе реактора 8, датчик 12 частоты вращения вала турбокомпрессора 1, датчики 13 и 14 содержания кислорода и окислов азота в нитрозных газах, отходящих иэ Узла б абсорбции, регулирующие органы 15 и 16 на линии подачи добавочного кислородсодержащего газа (воздуха) в узлы охлаждения и абсорбции нитроэных газов, блок 17 сравнения, клапан 18, сумматор 19, вычислительный блок 20, регулятор 21 содержания, кислорода в нитрозных газах и распределительный блок 22.Установка по производству слабой азотной кислоты, работающая при различных давлениях в узлах получения и абсорбции нитроэных газов (фиг,2), отличается от установки под ВЮиным давлением (фиг,1) тем, что нитрозные газы, полученные н узле 4 и.охлажденные в узле 5, сжимаются турбокомпрессором 1.Способ осуществляют следующим образом.Сигнал с датчика 11 температуры .нитрозных газон на выходе реактора 8 каталитической очистки (е" )Вмх поступает на блок 17 сравнения, куда также поступает сигнал, пропорцнональный допустимому значению этойтемпературы (1 е ,). Если .разницамежду текущим й допустимым значениями этой температуры меньше нуля,тек тек Ооот е ьвык в х к Оф то на выходе блока 17 сравнения формируется 5отрицательный сигнал, который воздействует на клапан 18.В этом случае клапан 18 со своеговхода пропускает на выход сигналдатчика 11 температуры. Если указанная разница температур большеили равна нулю, т.е.:тек текдсе,0вих вых вых фто на выходе блока 17 сравнения Формируется положительный сигнал. 15В этом случае клапан 18 со своеговхода пропускает на выход сигнал ссумматора 19, на вход которого поступают сигналы с датчика 11 температуры с выхода блока 17 сравнения, исигнал, пропорциональный заданномузначению корректировки температурыгазов на выходе реактора 8 каталитической очистки. На выходе сумматора,19 Формируется следующий сигналуек , РА терйч т ъ к25вье . вык вылТаким образом, если температурадостигла своего допустимого.танкзйачения, то сумматор 19 Формируетзначение ф которое меньше фк ЗОна заданную величину; Если же температура 1превысила свое допустимоетекзначеийе то значение.й" дополнительно уменьшается на велйчин. превышения ь 1" . Сигнал с выхода клапана 3518 постуйает на вход вычислительного, блока 20, иа.другие входы которого поступают сигналы: с датчика 12частоты .вращения вала турбокомпрессора 1 (и"), с:датчика 10 температуры нитрозных газов на входе .реактора 8 каталитической очистки (е" ),еых ф. с датчика 14, измеряющего содержание окислов азота (например, двуокиси авота) в нитрозных газахотходящих из узла б .абсорбции (НОт"),с датчика 9.температуры сжимаемогогаза на входе компаратора 2 - воздуха (Фиг.) или нитроэных газов(фиг.2) (тьеь",х ), и сигнал, пропорциональный заданному значениючастоты вращения вала турбокомпрессо-. ра 1 (пэРА)На выходе вычислительного блока 20 по перечисленным параметрам процесса определяется сигнал, равный требуемому значению содержания кислорода в отходящих нитрозных газах после отделения абсорбции :(ОЗкд ) по следующему выражению:О"=К -К МОк-К +тбк-К доъа э.ех 4 еык1 + +екальм6 тг ь нгде К 1 -К - постоянные коэффициентыСигнал с вычислительного блока 20. поступает в камеру Эаданиеф регулятора 21, в камеру 1 Переменная которого поступает сигнал .с датчика 13, измеряющего содержание кислорода в нитрозных газах, отходящих из узла абсорбции. При отклонении любого из перечнсленяык параметров процесса вычислительный блок. 20 формирует новое заданное значение содержания кислорода в отходящих нитрозных газах, и в случае отклонения текущего значения .зтрго параметра от заданного значения регулятор 21 изменяет-подачудобаэочяого кислородсодержащего газа-воздуха.Распределительный блок 22 по зволяет осуществлять подачу добавочного кислородсодержащего газа;. воздуха в узлы охлаждения и/или аб" сорбции нитрозных газов путем воздействия на регулирующие органы 15. и 16 пропорционально заданная коэффициентам, величина которых задается оператором.Использование данного способауправления позволяет эа счет стабилизации частоты вращения вала турбокомпрессора повысить стабильность расхода сжимаемого газа и давление в установке и повысить производительность установки по сжимаемо- му газу на 0,5-1,5, снизить удельный расход сырья на 1,5-2,5, увеличить выработку продукций на 2,0- .4, 0.одписноеСР 4 5 ал ППП "Патент, г. Ужгород ул. Проектная аз 4146/14 Тира внвипи государс по делам изо 113035, Москва