Устройство для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, в 21,тво СССР.1970. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССАСИНТЕЗА АММИАКА, содержащее последовательно соединенные регуляторы иисполнительные механизмы на линияхпродувочного газа и подачи воздухаво вторичный риФорминг, хроматограф,включающий колонку, соединенную срабочей камерой детектора, сравнительную камеру детектора, выход которого через усилитель параллельноподключен к блокам памяти, вычислительное устройство и командный прибор, подключенный к клапанам. сброса. ЯОы 1167152 А 1)Ф. С 01 С 1/04, С 05 Э 27/00 газа и блокам памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что с. целью повышения точности регулирования соотношения водорода и азота в газе на входе в колонку синтеза аммиака, онодополнительно содержит источник эта"лонного газа, постоянный и регулируемый дроссели,. при этом выходы рабочейи сравнительной камер детектора соединены между собой и подключены кпервому клапану сброса газа, входколонки параллельно подключен к второму клапану сброса и через постоянный и регулируемый дроссели - к линиигаза на входе в колонну синтеза аммиака, выход первого блокапамяти связан с регулятором подачи воздуха, вы"ходы второго и третьего блоков памяти подключены к входам вычислитель- Сфного устройства, выход которого связан с регулятором продувочного газа, а источник эталонного газа подключен к входу сравнительной камеры Маюсьдетектора. Веай11671Изобретение относится к автоматизации химических процессов и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобре" ний, химической - в системах регули рования соотношения компонентов в газовых смесях, в частности в .производстве аммиака.Известно устройство для регулирования соотношения водорода и азота в агрегяте синтеза аммиака, содержащее регулирующий клапан подачи воздуха 1во вторичный риФорминг, связанный с регулятором, и термо"кондуктометрический датчик, управляющий регулятором 1 .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака, содержащее последовательно соединенные регуляторы ц исполнительные механизмы ца линиях продувочного газа и подачи воздуха во вторичный риФор. минг, хроматограФ, включающий колонку, соединенную с рабочей камерой детектора, сравнительную камеру детектора, выход которого через усилитель параллельцо подключен к блокам памяти, вычислительное устройство и комацдцый прибор, подключенный к клапанам сброса газа и блокам памяти 2Общим недостатком известных устройств является невысокая точность поддержания требуемого соотношения водорода и азота в газе ца входе в колонну синтеза аммиака, так как оцо определяет небольшие изменения содержания водорода и азота на уровне больших их концентраций в газе. 40Цель изобретения - повышение точности регулирования соотношения водорода и азота в газе на входе в колонну синтеза аммиака.Поставленная цель достигается 45 тем, что известное устройство для автоматического регулирования процесса синтеза аммиака, содержащее последовательно соединенные регуляторы и исполнительные механизмы на 50 линиях продувочного газа и подачи воздуха во вторичный риформинг, хро- матограФ, включающий колонку, соединенную с рабочей камерой детектора, сравнительную камеру детектора, вы ход которого через усилитель параплельцо подключен к блокам памяти, вычислительное устройство и команд 52, 2ный прибор, подключенный к клапанамсброса газа и блокам памяти, допол-нительно содержит источник эталонного газа, постоянный и регулируемыйдроссели, при этом выходы рабочейи сравнительной камер детектора сое.динены между собой и подключены кпервому клапану сброса газа, входколонкИ параллельно подключен к второму клапану сброса и через постоянный и регулируемый дроссели к линиигаза на входе в колонну синтеза аммиака, выход первого блока памяти связан с регулятором подачи воздуха, выходы второго, третьего блоков памяти подключены к входам вычислительного устройства, выход которого связан с регулятором продувочного газа, а источник эталонного газа подключен к входу сравнительной камеры,детектора.Указанная схема устройства позволяет измерять только отклонениеот нормы содержания водорода и азота в газе на входе в колонну синтеза аммиака и по измеренным отклонениям Формировать регулирующее воз- "действие для подачи воздуха во вторичный риАорминг, Прц этом существенно улучшается точность поддержания соотношения азота и водорода вколонне синтеза, увеличивается выход аммиака и снижается количествоцепрореагировавших азота и водорода,перекачиваемых с циркуляционным:газом на вход колонны синтеза.На Фиг,1 приведена схема устройства; на Фиг.2 - хроматограмма идиаграмма включения команд, управляющих клапанами сброса и блокамипамяти,Устройство содержит исполнительный механизм 1 ца линии подачи воздуха во вторичный риФорминг,регулятор 2 подачивоздуха, хроматограЬ 3, включающий колонку 4, детектор 5 с рабочей и сравнительной камерами и усили-.тель 6, первый и второй кгапацы 7 и 8 сброса, источник 9 эталонного газа, постоянный и регулируемый дроссели 10 и 11, предохранительный клапан 12, первый, второй и третий блоки 13-15 памяти, командный прибор 16, вычислительное устройство 17 регулятор 18 расхода продувочного газа и исполнительный механизм 19 на линии продувочного газа.Колонка 4 заполнена сорбентом, обеспечивающим выход компонентов в следующей последовательности: Н, И , Аг, СН 4. Источник 9 эталонного газа содержит смесь азота и водорода в требуемом для синтеза аммиака соотношении.Устройство работает следующим образом.Первый такт - продувка колонки 4 газом от источника 9. Клапан 7 закрыт, клапан 8 - открыт. Газ от источника 9,проходит через сравнительную камеру детектора, рабочую камеру, колонку 4 и через клапан 8 на сброс. При этом колонка насыщается смесью, азота и водорода с концентрациями, соответствующими оптимальному их содержанию в газе на входе колонны синтеза.20Второй такт - измерение отклонения концентраций контролируемых компонен" тов от оптимальных, При этом клапан 7 открывается, а клапан 8 закрывается. Через сравнительную камеру продолжает протекать гаэ с оптимальным соотношением азот - водород на сброс через клапан 7. Через колонку 4 рабочую камеру детектора 5 и клапан 7 будет протекать контролируемый 30 гаэ.Если в контролируемом газе отношение водорода к азоту больше оптимального, то в рабочую камеру детектора поступит азотоводородная З 5 смесь с отношением водорода к азоту, соответствующим контролируемому газу и через промежуток времениот момента"закрытия клапана 8 сигнал . выходной,цетектора изменится пропор ционально разности концентраций водорода в сравнительной и рабочей камерах (Фиг,2). Если в контролируемом газе отношение водорода к азоту меньше оптимального, то выходной сигнал детектора судет соответствовать кривой 1 на фиг.2. Таким образом измеряется отклонение отношения водорода к азоту от оптимального. Кривая, представленная иа Фиг.2, справедлива при небольших отклонениях отношения водо. рода к азоту от оптимального, когда в колонке не происходит деления водорода и азота.В любом случае, независимо от отношения содержания водорода к азоту, через интервалы времени Г, ибудут на выходе детектора сигналы, пропорциональные содержанию в контролируемом газе и метана соответственно.В зависимости от содержания метана и аргона вычислительное устрой-. ство 17 и регулятор. 18 Формируют сигнал на исполнительный механизм 19, регулирующий величину продувки так,чтобы содержание этих компонентов соответствовало заданному. Предлагаемое устройство при абсолютно точном приготовлении смеси с оптимальным соотношением водорода и азота (например, путем разложенин аммиака) позволяет определить оптимальное соотношение с точностью до 1 10 об.%, что соответствует повышению точности измерения на порядок, Это позволяет с большой точностью поддерживать оптимальные соотношения водорода и азота в колонне синтеза аммиака, в результате чего увеличивается выхоц аммиака и снижаются затраты на перекачку непрореагировавшего избыточного компонента в циркуляционном газе, 1167152/5 атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 4384/24 Тираж 462 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскан наб., д.