Способ управления процессом синтеза аммиака

Союз Советских Соцналнстнческнх Республнк.0380 (21) 2900684/23(51)М. Кл. С 01 С 1/04 С 05 Р 27/00 22) Заявлено рисоединеннем заявим йо осударственный ком СССР но делам изобретен и открытий(53) УДК 66,012-52(088.8) вта опуб кования описания 23. 10.( а Тру алицкая и Б.Н.Мельника эобретен Государственный всесоюзный центральный орКрасного Знамени научно-исследовательскийкомплексной автоматизации иту 71) Заявите) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СИНТЕЗА АММИ тся т ессом Изобретение относится к автоматиза ции производственных процессов и может быть использовано в химической промышленности, например в производстве аммиака, когда сжатие свежей азотоводородной смеси и циркуляционного газа осуществляется одним центробежным компрессором.Известен способ автоматическогО регулирования процесса синтеза аммиака, заключающийся в изменении расхода воздуха и азота в конвертор в зависимости от составов свежего и циркуляционного газов, расходов сконденси" рованного жидкого аммиака, свежего и 15 продувочных газов, температуры и дав" ления конденсации аммиака, приводящий к увеличению точности поддержания заданного соотношения водорода и азота 111. 20Недостатком данного способа регу" лирования процесса синтеза аммиака является его приспособленностьк воздействию лишь на один параметр (соотношение водорода и азота) процесса 25 синтеза аммиака, приводящему к увели-. чению его производительности. Данный способ не учитывает влияния других переменных на увеличение производительности процесса синтеза аммиака. 30 Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является способ автоматического управления процессом синтеза аммиака, заключающийся в изменении расхода продувочныхгазов из аппаратов первичной конденсации аммиака в зависимости от температуры циркуляционного газа в аппа"ратах первичной конденсации аммиака,концентрации инертных газов в свежейазотоводородной смеси, давлений газообразного аммиака в испарителяхжидкого аммиака, давления свежей азо"товодородной смеси и концентрацийаммиака и инертов в газе на входе вколонну синтеза 2).Однако данный способ имеет низкуюточность определения существующегосостояния технологического процессаи, как следствие этого, управлениеим из-за отсутствия точного определения мощности компрессора при текущихусловиях его работы затруднено, чтоприводит к снижению производительностпроцесса,Цель изобретения - повышение производительности процесса синтеза аммиака.Поставленная цель достигае ем,что в способе управления процФормула изобретенияпючч фдвс 1 к - температуры азотоводородной смеси навсасынании первой,второй, третьей,четвертой и пятой ступеней компрессора 3и на входе в колонну 4 вторичной конденсации, а такжециркуляционного газан аппаратах 2 первичной конденсацииаммиака, соотнетстненно 1(И - число оборотов вала компрессора 3; 15 Мр МдроМ ",М 4 - величины концентраций во"дорода и метана н азотоводородной смеси, аммиака иметана н циркуляционном эОгазе на входе в колонну 1синтеза, соответственно;Чдвс расход азотонодороднойсмеси на нходе в компрессор 3.Задаваясь другим значением концентрации метана н циркуляционном азе на входе в колонну 1 синтеза М фс.цгпо уравнению (2) определяется состав Мг циркуляционного газа на входе вколонну 1 синтеза, а по уравнению ЗО(1) - его расход чц,гПо уравнениям (3) и (4), соответственно, определяется производи-тельйость процесса синтеза аммиакаОнйэ , котоРаЯ поддеРживаетсЯ соот ветствующим расходом продувочных газов иэ аппаратов первичной конденсации аммиака ЧР,По уравнениям (5-9) определяетсясуммарная мощность И кЬмпрессора 3, 4 О . которая сравнивается с первоначальноопределенной мощностью компрессора 3И Если ИЭ ,и Н не совпадают с эадаМйой точностью и если Нущ, Ы, задается новое большее значение числа оборотов вала компрессорами . Если ф 5 09 пдН, задается новое меньшее значение числа оборотов вала(Ю компрессора 3. и так до совпадения,И и 09 э с заданной точностью. Определенное по уравнению (3) значение проиэводй- о тельности процесса синтеза аммиака 6 4)( сравнивается с его первоначальным значением СНй . Если значение СИИ больше С)ч)(э, соответствующий ему расход продувочных газов Ч эапомина. ется.яДалее снова задаемся новым значением концентрации метана в циркуля" ционном газе на входе в колонну 1 синтеза, и снова производим предыдущие расчеты и сравнения.В результате всех этих сравнений корректируется расход продувочных газон из аппаратов 2 первичной конден. сации аммиака через клапан 21, устананлиная то значение расхода продуночных газов Чяр из аппаратов 2 первичной конденсации аммиака, которому соответствует большая производительность процесса синтеза аммиака.Производительность процесса синтеза аммиака н результате внедрения указанного способа управления увеличи. - вается на 0,5-1,0 ,Способ управления процессом синте"за аммиака путем изменения расходапродувочных газов из аппаратов первичной конденсации аммиака в зависимостиот температуры циркуляционного газан аппаратах первичной конденсацииаммиака, концентрации инертных газов н свежей азотоводородной смеси,давления, газообразного авааиака в испарителях жидкого аммиака, давлениясвежей азотоводородной смеси, концентраций аммиака и инертов в газена входе в колонну синтеза, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповьааения производительности процес-са, расход продувочных газов корректируют в зависимости от температуразотоводородной смеси на всасываниивсех ступеней компрессора кроме последней, температур циркуляционногогаза на всасывании последней ступеникомпрессора и азотоводородной смесина входе в колонну вторичной конденсации, концентрации водорода в свежей аэотоводородной смеси и числаоборотов вала компрессора,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. йвторское свидетельство СССРР 318546 кй. С 01 С 1/04, 1968,2. Константинова Е. С. и др. Моделирование и оптимизация каталическихпроцессов. М., фНаука, 1965,с. 109-128.874 б 22 Язооюдодоредмая свеса Составитель Р.Техред Т.Маточк нов ректор М. Дем едактор А. Шишкина. Тираж 508вНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4/ аказ 9237/ ис илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,