Способ управления отделением дистилляции в производстве карбамида

сГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Государственный всесоюзныйцентральный научно-исследовательс"кий институт комплексной автоматизации(56) Авторское свидетельство СССРУ 1172921, кл. С 07 С 126/02, 1983.Синева К.Н, и др, Производствокарбамида. - М.: Химия, с. 207.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОТДЕЛЕНИЕМДИСТИЛЛЯЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ КАРБАМИДА(57) Изобретение относится к автотическому управлению отделением д тилляции в производстве карбамидаи может быть использовано в промьппленности по производству минеральныхудобрений. Целью изобретения является повьпнение качества получаемогокарбамида эа счет обеспечения заданной степени разложения карбамата аммония, Система управления содержитдатчик (Д) 18 расхода воздуха навходе в колонну синтеза, Д 19 расходадвуокиси углерода на входе в колоннусинтеза, Д 20 расхода жидкого аммиака на входе в эжектор, Д 21 давленияна выходе колонны дистилляции, Д 22температуры раствора карбамида на выходе колонны дистилляции, клапан 23расхода конденсата, вычислительноеустройство 24 и регулятор 25, 1 ил,(4) 1 о Изобретение относится к автомати"ческому управлению технологическимипроцессами химической технологии иможет быть использовано в промьппленности по производству минеральныхудобрений в производстве карбамида,Целью изобретения является повышение качества получаемого карбамидаэа счет обеспечения заданной степениразложения карбамата аммония,На чертеже приведена схема реализации данного способа управления.Газообразная двуокись углеродапо трубопроводу 1 и небольшое количество воздуха по трубопроводу 2,смешиваясь, поступают по трубопроводу 3 в колонну 4 синтеза, в которую из зжектора 5 по трубопроводу 6поступает жидкий аммиак с раствором 20карбамата аммония, Плав из колоннысинтеза, содержащий карбамид, воду,непрореагировавшие аммиак и двуокисьуглерода, поступает в отпарную колон"ну 7 высокого давления, В отпарной 25колонне иэ плава отгоняются летучиекомпоненты, которые по трубопроводу8 поступают в смеситель 9, где смешиваются с рециклическим растворомуглеаммонийных солей, поступающих 30по трубопроводу 10 от отделениядистилляции, вступают в реакцию вкарбаматном конденсаторе 11, образуяраствор карбамата аммония, Затем всепараторе 12 происходит конденсация карбамата аммония, который потрубопроводу 13 направляется в эжектор 5, куда из отделения дистилляциипо трубопроводу 14 направляется жидкий аммиак. Неконденсируемые газыиэ сепаратора 12 по трубопроводу 15направляются в колонну 16 дистилляции среднего давления, Жидкая Фазав виде плава, выходящая из нижнейчасти колонны 7, дросселируется ипо трубопроводу 17 поступает в верхнюю часть колонны 16 дистилляции, В колонне 16 происходят разложение остаточного карбамата аммония .на аммиак и двуокись углерода за счет тепла подводимого конденсата, а также разделение жидкой и газовой фаз, Газовая фаза по трубопроводу выходит из колонны 16 и поступает на дальнейшую обработку.Система управления процессом дистилляции состоит пз датчиков расхода воздуха 18 на входе в колонну 4 синтеза, двуокиси углерода 19 на входе в колонну 4 синтеза, жидкого аммиака 20 на входе в эжектор 5, давления 21 на выходе из колонны 16 дистилляции, температуры 22 раствора карбамида на выходе колонны 16 дистилляции, воздействующего на клапан 23 расхода конденсата через вычис" лительное устройство 24 и регулятор 25.Случайный характер возмущающих воздействий, связанных с изменением расхода, состава . плава и газа, поступающих на вход дистилляционной колонны 16, изменяет заданный технологический режим колонны, вследствие чего меняется еостав жидкой и газовой фаз на выходе из колонны 16, а следовательно, и состав. раствора углеаммонийных солей, что непосредственно влияет на процесс синтеза карбамида.Способ управления процессом дистилляции осуществляется следующим образом.По сигналу от датчика 18 расхода воздуха С, определяют количество инертов (С, ) в неконденсируемых га".О 1зах на выходе сепаратора: С = 1,1 СРоР.ИПо сигналам от датчиков 19 ,20 Ссв Р С , ОпРеДелнют покомпонентныйацрасход аммиака С двуокиси углерода(Ъ) И 1С 1 о Р воды Сю, содержащихся в потоке углеаммонийиых солей, поступающих по трубопроводу 10 в смеситель 9:С, = 1,364 хв Ее,С,2 0,409 х Е + 1,505 С+ С,где Ь - мольное отношение ИН 5: С 02на входе в колонну 4 синтеза;00 - степень (заданная) разложения 25карбамата аммония в отпарнойколонне;Е - некоторая переменная, определяемая по сигналу от датчиков 18, 19 расхода301976(Ссо 2 - С 8081 + 089974 С 101- ос (1-х 0) 0,9974 Далее определяют суммарную степеньотгонки летучих компонентов в потоке 35ПЛаВа На ВХОДЕ КОЛОННЫ СИНтЕЗа (К 2)х 042 = 0,868(1 - Р-) Р о40 где Р - давление на выходе колонныдистилляции;Р - давление паров над ппавомОв колонне дистилляции, оп"ределяемое по уравнению 45 Р =ехр 23036135 --- д --1465 60 8 Э273+С- 0317 и,507 п)2 - 1,608 п 1250 где й - температура раствора, замеряемая датчиком 22; и, пи а - концентрации ком 5 4 понентов (аммиака, карбамида и воды ) в потоке С Расход газовой фазы, выходящей по трубопроводу 18 из колонны 16 дистилляции, определяют по выражениюгде хп " заданная степень конверсиидвуокиси углерода в карбамид в колонне синтеза.По сигналам от датчиков 18 " 205 упомянутому покомпонентному расходу углеаммонийных солей на входе в смеситель 9 определяют покомпонентный расход потока плава (расход аммиакаи)С, двуокиси углерода Г,1, карбами 12 (5) (4)да С и воды С, , поступающего по трубопроводу 17 в колонну 16; 0 р) - 10,00882 - Ж 17 Ю,774 х )2; 15Сц = Е(1 - х) (1 - о)1.ЕС С 71 )хфгде 04.1 - заданная степень отгонкиаммиака при дросселировании,Затем осуществляют расчет темпера"туры раствора карбамида на выходеколонны дистилляции:4 (71 (8)Ъгде о 7 - заданная степень разложенияК. Акарбамата аммония в колоннедистилляции.В вычислительном устройстве 24 осуществляется сравнение найденного значения температуры с сигналом от датчика 22 и, если результаты сравне" ния больше допустимой разницы, осуществляется коррекция установки регулятора температуры, изменяющего расход конденсата в теплообменник колонны 16 дистилляции.Использование данного спосеба позволяет улучшить качество получаемого карбамида эа счет обеспечения заданной степени разложения карбамата аммония,Формула изобретенияСпособ управления отделением дистилляции в производстве карбамида, содержащим колонну синтеза, сепаратор, карбаматный конденсатор со смесителем, отпарную колонну и колон" ну дистилляции среднего давления, включающий регулирование температуры раствора карбамида на выходе ко" лонны дистилляции изменением подачи конденсата в нее, измерение расходов воздуха и двуокиси углерода на входе колонны синтеза, расхода жидкого аммиака на входе эжектора и давления на выходе колонны дистилляции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения качества получаемого карбамида за счет обеспечения заданной степени разложения карбамата аммония, по расходу воздуха определяют количество инертов в неконденсируемых газах на выходе сепаратора, по расходам двуокиси углерода,жидкого аммиака и заданной степени конверсии двуокиси углерода в1386618 Составитель Г.ОгаджановТехред М.Ходанич Редактор Н,Гунько Корректор Л.Пилипенко Заказ468/29 Тираж 370 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская йаб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 карбамид в колонне синтеза определяют покомпонентный расход потока углеаммонийных солей на входе смесителя, по расходам воздуха, двуокиси углерода, жидкого аммиака, покомпонентному расходу потока углеаммонийных солей на входе смесителя, заданной степени конверсии двуокиси углерода в карбамид в колонне синтеза, 10 заданной степени разложения карбамата аммония в отпарной колонне и мольному отношению расходов аммиака и двуокиси углерода на входе колонны синтеза определяют покомпонентный рас" ход потока плава на входе колонны дистилляции, по температуре Раствора карбамида на выходе колонны дистилляции и концентрациям компонентов потока плава на входе колонны дис тилляции определяют давление паров над плавом в колонне дистилляции,по давлению на выходе колонны дистилляции и давлению паров над плавом в колонне дистилляции определя ют суммарную степень отгона летучих компонентов в потоке плава навходе колонны дистилляции, по покомнентному расходу потока плава навходе колонны дистилляции, заданнойстепени отгона аммиака при дросселировании, суммарной степени отгоналетучих компонентов в потоке плавана входе колонны дистилляции и количеству инертов в неконденсируемых га"зах на выходе сепаратора определяютрасход газовой фазы на выходе колонны дистилляции, по покомпонентномурасходу потока плава на входе колонны дистилляции, расходу газовой фазы на выходе колонны дистилляциии заданной степени разложения карбамата аммония в колонне дистилляции определяют заданное значение тем.пературы раствора карба:ида на выходе колонны дистилляции, сравниваютего с текущим, значением температурыи при превышении величины отклонения допустимого значения корректируют подачу конденсата в колонну дистилляции.