Способ автоматического регулирования процесса синтеза аммиака

СССР1970.РЕГУЛИРО к автомаа, позвоность овано ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГОВАНИЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА АКЯ(57) Изобретение относитсятизации производства аммиаляет повысить производителпроцесса и может быть испо)4 С 01 С 1/04, С 05 В 2 в химической промышленности. Системауправления содержит датчики (Д) 1318 расходов соответственно природногогаза, основного и дополнительноговоздуха, свежего, циркуляционного ипродувочного газов, Д 19 содержанияметана в свежем газе, Д 20 содержания метана и водорода в циркуляционном газе, Д 21 давления циркуляционного газа, Д 22 и 23 температуры вторичной и первичной конденсации аммиака, подключенные к вычислительномуустройству 30, выход которого соединен с регуляторами 27, 28 и 29 природного газа, основного и дополнительного воздуха. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.1350112 клонению в о( ) ( фЗ ф 1)ф)где- заданное значение соотношения воцорода и азота в циркуляционном газе.Величину управляющего сигнала втекущем моменте времени вычисляют по уравнению4 с) = р, + 4 Р,3 СР (СТ)оНеобходимое изменение расхода воздуха (ВЦ ) рассчитывают по уравнению Изобретение относится к автоматизации производства аммиака и можетбыть использовано в химической) нефтехимической промышленности н промышЬленности по производству минерапьных удобрений.Целью изобретения является повыше ние производительности процесса засчет повышения точности поддержаниязаданного соотношения водороца и азота на входе в колонну синтеза,На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.Схема содержит потоки 1 и 2 при 15родного газа и пара, конверторы 3 и4 метана первой и второй ступеней,потоки 5 и б основного и дополнительного воздуха, стадию 7 очисткигаза, поток 8 циркуляционного газа,аппараты 9 вторичной конденсацииаммиака, колонну 10 синтеза, аппараты11 вторичной конденсации аммиака,потока 12 танковых и продувсчных газов, датчики 13-18 расхоцов соответственно природного газа, основного идополнительного воздуха, свежего,циркуляционного и продувочнсго газов, датчик 19 содержания метана всвежем газе, датчик 20 содерканияметана и водорода в циркуляционномгазе, датчик 21 давления циркуляционного газа, датчики 22 и 23 температуры вторичной и первичной конденсацииаммиака, исполнительные механизмы24-26 на потоках природного газа,основного и дополнительного воздуха,регуляторы 27-29 природного газа, основного и дополнительного воздуха ивычислительное устройство 30,Способ осуществляют следующим образом.Сигналы с датчиков 13-23 поступают в вычислительное устройство 30. Ввычислительном устройстве 30 по расходам природного газа (, ) основноо 45го и дополнительного воздуха (и0) и содержанию метана. в свежемгазе (М ) рассчитывается соотношениеводорода и азота в свежем газе в текущем моменте времени Ы ( 1),Ы,И) - К (1 К, И . 100,1во+ )а,;.По давлению циркуляционного газа (Р), температурам первичной и вто ричной конденсации (,и гк расходам свежего, продувочного и циркуляционного газов (Цс, Я и, 0 к) содержанию метана в свежем й циркуля" ционном газах (11,Н; н я доронась цв циркуляцнонном газе (Н ) вычислягц ют соотношение водорода и азота в циркуляционном газе - Ы пру св к го, )Определяют составляющую управляющего сигнала по возмущению О(1) как разность между величиной управляющего сигнала в предыдущем моменте времени ,р- (1-Т)3 и разностью соотношений водорода и азота в свежем газе в текущем 1 Ы 3 и предыдущем Ы (1-Т) моментах времени ср, =- о(е-т) - Г,(е) -- , (-т)3,Далее прогнозируют первую величину изменения состношения водорода и азота в циркуляционном газе Ло =- К(1где К,) - коэФФициент,Вторую и третью величины изменения соотношения водорода и азота вциркуляционном газе прогнозируют повыражениямида=в,(е-кт) - ,(е-кт:с-т)3 Гы/20 Т) - и (кт)3дЫ = -ЗК о(-2 Т) +(Е-Т)1,где К,1(20 Т) и И(КТ) - коэФФициенты,ч) (-2 Т) ),1:-Т) - составляющиеуправляющегосигнала по от предыдущие моменты времени.Далее прогнозируют значение соотношения водорода и азота в циркуляционном газе (ая) п (1 1г 3 Составляющую управляющего сигналапо отклоненчю вычисляют уравнением1350112 15 20 ма н мс 30ьо +В 11О.гК,(-К, Мкв. Т 005Это рассчитанное изменение расхода 5 воздуха суммируется с текущим значением расхода дополнительного воздуха и проверяется условиемиН максД( + Д 010мин максгде ( и- минимальное и макц йРсимальное значения расхода дополнительного воздуха.Если это условие удовлетворяется, то изменяется расход дополнительного воздуха на величину д 0, в противном случае, расход дополнительного воздуха устанавливается на значении К в + О 1, ) : 2, а расход основного воздуха равен При достижении расхода воздухасвоего верхнего предельного значениярасход природного газа на технологиюустанавливают на значении(= (+ + Е ) Предлагаемый способ позволяет поддерживать соотношение водорода и азота на входе в колонну синтеза с точностью +0,05, что в свою очередь позволяет повысить выработку аммиака. Формула изобретения 1. Способ автоматического регули рования процесса синтеза аммиака путем изменения расхода воздуха в конвертор метана второй ступени в зависимости от расхода природного газа на технологию, составов свежего и 45 циркуляционного газов, расходов свежего и продувочных газов, температур первичной и вторичной конденсации аммиака и регулирования расхода природного газа на технологию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса, дополнительно измеряют расход и давление циркуляционного газа по расходам природного газа и воздуха и содержанию метана в свежем газе, вычисляют соотношение водорода и азота в свежем газе в текущем и предыдущих моментах времени, по расходам свежего,продувочного и циркуляционного газов,температурам первичной и вторичнойконденсации, давлению циркуляционногогаза, содержанию метана в свежем ициркуляционном газах и водорода вциркуляционном газе вычисляют соотношение водорода и азота в циркуляционном газе, определяют составляющую управляющего сигнала по возмущению как разность между величинойуправляющего сигнала в предыдущем моменте времени и вычисленной разностьюсоотноше:ий водорода и азота в свежем газе в текущем и предыдущем моментах времени, по составляющейуправляющего сигнала по возмущениюпрогнозируют первую величину изменения соотношения водорода и азота вциркуляционном газе, по вычисленнымсоотношениям водорода и азота в свежем газе в предыдущих моментах времени прогнозируют вторую величину изменения соотношения водорода и азотав циркуляционном газе, по составляющей управляющего сигнала по отклонению в предыдущие моменты временипрогнозируют третью величину изменения соотношения водорода и азота вциркуляционном газе, прогнозируютзначение соотношения водорода и азота в циркуляционном газе как суммувычисленного соотношения водорода иазота в циркуляционном газе и трехпрогнозных величин изменения соотношения водорода и азота в циркуляционном газе, вычисляют составляющуюуправляющего сигнала по отклонениюпропорционально отклонению прогнозного значения соотношения водорода иазота в циркуляционном газе от заданного значения, по составляющей управляющего сигнала по возмущению исоставляющей управляющего сигналапо отклонению в текущем и предыдущихмоментах времени, вычисляют величину управляющего сигнала в текущеммоменте времени и корректируют расход воздуха в конвертор метана второй ступени обратно пропорциональновычисленной величине управляющегосигнала в текущем моменте времени,2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при подаче воздуха по основному и дополнительному потокам по вычисленной величине управляющего сигнала в текущем моменте времени определяюттребуемое изменение расхода воздуха, суммируют13501 12 6тельному потоку и требуемому изменению расхода воздуха. Составитель Т.ГоленшинаРедактор Н.Лазаренко Техред И.Верес Корректор С,Черни Заказ 6402 Тираж 456 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 его со значением текущего расхода воздуха по дополнительному потоку, сравнивают эту сумму с нижним и верхним предельными значениями и при достижении вычисленной суммой пре 5 дельных значений устанавливают расход воздуха по дополнительному потоку на среднем значении, а расход воздуха по основному потоку изменяют пропорционально установленному эна чению расхода воздуха по дополни 3, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при достижении расходом воздуха своего верхнего предельного значения уменьшают расход природного газа на технологию пропорционально вычисленной величине управляющего сигнала в текущем моменте времени.