Способ автоматического регулирования процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры

О П И С А Н И Е щ 956426ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соииалистических Республикпо делам изобретеиий и открытий(45) Дата опубликования описания 07.09,82(72) Авторы изобретения В, В. Ажогин, А, П, Мовчан, В. Ф, Мысак и В. И.,Лахин,чбФ 1,ю.Киевский ордена Ленина политехнический инстйтут,; уг.,1 ,им. 0-летия Великой Октябрьской социалистичФе 3революции(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫИзобретение относится к способу автоматического регулирования химических процессов и может быть иопользовано в химической промышленности в производстве аммиачной селитры.Известен способ автоматического регулирования,процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры, при котором величину рН раствора аммиачной селитры и давление сокового,пара экстремально корректируют в соответствии с содержанивм связанного азота в соковом паре 11Известен также способ автоматического регулирования процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры путем экстремального регулирования расходов орошающего раствора и реагента в нейтралнзатор в зависимости от количества воды в орошающем растворе и потерь связанного азота с соковым паром, регулирования уровня орошающего раствора на тарелках промывной части нейтрализатора 12.Известные способы не обеспечивают минимальных потерь сырья и энергетических затрат,Целью изобретения является снижениепотерь сырья и энергетических затрат. Поставлвнная цель достигается тем,что в известном способе уровень орошающего раствора регулируют с коррекциейпо расходу реагента,5 На фиг. 1 приведена функциональнаясхема системы автоматического регулирования; на фиг, 2 - один из возможных вариантов реализации алгебраического блока.Нейтрализатор 1 содержит промывнуючасть с тарелками и реакционную часть,которые соединены между собой по орошающему раствору,Система автоматического регулирова 15 ния нейтрализатора 1 состоит из измерителей 2 и 3 расхода орошающего раствора исокового пара, измерителя 4 концетрацииреаганта в орошающем растворе, измерителя 5 связанного азота в соковом паре,20 регулирующих клапанов 6, 7 подачи орошающего раствора и реагента, алгебраического блока 8 и двухканального оптимизатора 9, причем выходы измерителей 2 - 5соединены со входами алгебраического25 блока 8, выход которого подключен ковходу двухканального оптимизатора 9, авыходы последнего соединены с регулирующими клапанами 6 и 7,Кроме того, система содержит измериЗП тель 10 расхода азотной кислоты в реак.50 55 60 65 циовную часть нейтрализатора 1, измеритель 11 уравня орошающей жидкости натарелках, регулятор 12 уровня, регулирующий клапан 13 и блок 14 умножения напостоянный коэффициент, причем измерители 10 и 11 подключены ко входам регулятора 12, выход которого соединен с клапаном 13.Блок 8 (фиг. 2) состоит из блока 15 вычитания, блоков 16 и 17 умножения двухситналов, блоков 18 - 21 умножения на,постоянный коэффициент, блоков 22 и 23суммирования,причем вход блока 15 соединен с измерителем 4, вход блока 16 - сизмерителем 2, входы блоков 19 - 21 - сизмерителем 5, вход блока 17 - с выходом блока 22 и измерителя 3. Выход блока23 подключен к входу оптимизатора 9,Способ осущвствляется следующим образом.Реакцию нейтрализации азотной кислоты аммиаком в нейтрализаторе 1 по технологии ведут в слабокислой среде щелоков.При этом, наблюдаются потери связанноговзота с соковым паром, которые в зависимости от состояния реактора, нагрузки нанего и величины рН щелоков могут бытьлибо в виде аммиачной селитры и азотнойкислоты, либо в виде аммиачной селитры иаммиака.Подача орошающего раствора на промывные тарелки нейтрализатора 1 приводит, вопервых, к разбавлению щелоков,эо-вторых, к увеличению степени улавливания связанного азота из сокового пара,причем степень улавливания зависит какот расхода орошающего раствора, так и отего кислотности. Для лучшего связыванияаммиака из сокового пара по технологиипредусмотрено подкисление орошающегораствора реагентом, например азотной кислотой. Однако в случае кислой среды сокового пара постоянное добавление азотной кислоты в орошающий раствор способствует увеличению потерь связанногоазота из-за дополнительного выделенияазотной кислоты из орошающего растворавследствие ее летучести.При осуществлении известных способовуправления уровень орошающего растворана тарелках промывной части стабилизируетоя на уровне, который определяетсявысотой переливных труб, обеспечивающих сток орошающего раствора в реакционную часть нейтрализатора 1,Очевидно, что увеличение высоты уровня способствует, с одной стороны, повышению степени абсорбции связанного азотаиз сокового пара, с другой - приводит к,увеличению гидродинамического сопротивления, препятствующего отводу соковогопара из реакционной части аппарата. Причем, чем меньше нагрузка на нейтрализатор 1, тем меньше выделяется .соковогопара, тем труднее ему преодолевать гидро 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 динамическое сапротивление слоя орошающей жидкости на тарелках. Нагрузка же ,на,нейтрализатор 1 пропорциональна расходу азотной кислоты в его реакционную часть.Таким образом, регулирование уровня орошающего раствора прямо пропорционально нагрузке обеспечивает повышение. степени очистки сокового пара без нарушения режима работы реакционной части нейтрализатора 1. Регулирование уровня осущеспвляется следующим образом. Сигнал, пропорциональный уровню раствора, от измерителя 11 поступает на вход регулятора 12. Последний воздействует на клапан, расположенный на линии стока орошающего раствора из промывной части нейтрализатора 1 в реакционную, чем обеспечивается стабилизация уровня на задаином значении, Значение регулятору 12 формируется контуром, содержащим измеритель 10 и блок 14.Оптимальное значение расхода и кислотности орошающего раствора отыскивает,двухканальный шаговый оптимизатор 9 (на регуляторах типа АРС), воздействуя на клапаны 6 и 7. На вход оптимизатора 9 заводят сигналпропорциональный суммарным затратам, который вычисляется блоком 8,Блок 8 выполняет следующие преобразования, Блок 15 по величине концентрации реагента Ср в орошающем растворе вычисляет содержание влаги С, в орошающем растворе: С,=- 100 - Ср.Выходной сигнал блока 16 пропорционален расходу воды, содержащейся в орошающем растворе:О,=С, О,р, где О - расход орошающего раствора. Умножая в блоке 18 сигнал, пропорциональный б,р, на коэффициент, пропорциональный стоимости выпаривания (Ц,) этой дополнительной влаги, на:выходе блока 18 получают сигнал (Л,), пропорциональный дополнптельным затратам на упаривание щелоков Л, = Ц, Окоторый,подан в сумматор 23,Сигналы, пропорциональные содержанию аммиачной селитры (С,), азотной кислоты (С, ) и аммиака (С,1, умножаются соответственно в блоке 19 на удельную стоимость селитры (Ц,), в блоке 20 - на удельную стоимость азотной кислоты (Ц,. ) и в блоке 21 - на удельную стоимость аммиака (Ц,). Выходные сигналы блоков 19 - 21 суммируются в блоке 22, на выходе которого получают сигнал, пропорциональныи ЦсСс+ ЦкСк + Ца СаУмножая в блоке 17 полученный сигнал на сигнал, про порцвнальный расходу сокового пара (О,), на выходе блока 17 получают сигнал (Л 2), пропорциональный стоимости потерь связанного азота с соковым паром (7 - Осп(ЦсСс+ ЦкСкЦаа) торый подан в сумматор 23.Выходной сигнал этого суммагора про.порционален суммарным затратам, обусловленным потерями связанного азота с соковым паром и затратами на упаривание щелоков.Внедрение предлагаемого способа поз.воляет поддерживать минимально возможные суммарные затраты, обусловленные потерями связанного азота с соковым паром и энергетическими затратами на упа. ривание щелоков. Кроме того, реализация такого способа обеспечивает уменьшение загрязнения окружающей среды отходами "производства из-за уменьшения выброса вредных веществ с саковым паром в биосферу.Формул а изобретенияСпособ автоматичвского регулирования :процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры путем экстремального регулирования расходов арошающегооя раствора и реагента в нейтрализатор в зависимости от количеств воды в орошаю щем растворе и потерь связанного азота ссоковым паром, регулирования уровня орошающего раствора на тарелках промывной части нейтрализатора, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь сырья и 10 энергетических затрат, уровень орошающего раствора регулируют с коррекцией по расходу реагента,Источники информации, принятые во15 внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР451624, кл. С 01 С И 8, 1972.2. Авторское свидетельство СССР 20765212, кл. С 01 С 1/18, 1978.956426 Составитель Г, Огаджанов Техред В, Рыбакова Корректор С. файн Редактор 3. Бородкина Тип, Харьк, фил, пред, Патент Заказ 872/679 Изд.216 Тираж 514 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5