Способ управления процессом десульфуризации катализатора конверсии оксида углерода при параллельно работающих производствах аммиака

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 13 27 00С 01 ГОСУДАРСТПО ИЗОБРЕТЕПРИ ГКНТ С ННЫИ КОМИТЕТИЯМ И ОТНРЫТИЯ ПИСАН ЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1 263624, кл . С 01 С 1 /04, 1 984,Технологический регламент Ф 113производства аммиака 1360 т/сут, -(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА КОНВЕРСИИ ОКСИДА УГЛЕРОДА ПРИ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТА 10 ЩИХ ПРОИЗВОДСТВАХ АММИАКА(57) Изобретение относится к автомати эации химико в технологическ процессов, может быть использовано в промьппленности по производству минераль - ных удобрений, в химической промышленности при автоматизации производства аммиака и позволяет снизить с Я Изобретение отн зации химико-техно сов и может быть и ится к автоматигических процесользовано в прос тв у минеральической про -ии произва ам иака.обретенияго расходаресурсов,же представа реализац вляется сниж ью одн ие удельн а и энерг На черт на принципи предлагаемо ная сх сп А ВТОРСКОМ,Ф СВ мышленности по произв ных удобретний и в х мышленности при автом ЯО, 1520005 А 1 удельный расход природного газа иэнергоресурсов. Способ предусматривает управление процессом десульфуризации в одном иэ параллельно работающих производств аммиака, подачу параи топлива в подогреватель первого агрегата природного газа на второй агрегат.и подачу потока конвертированного газа после отделения вторичногориформинга второго агрегата в отделение конверсии оксида углерода первойступени первого агрегата при измеренных значениях температуры конвертированного газа после отделения первичного риформинга второго агрегата иконцентрации метана в конвертированном газе на выходе отделения вторичного риформинга второго агрегатаменьше верхних граничных значений,а также подачу в подогреватель перво.го агрегата в заданном соотношениипотоков водородсодержащего отходящего газа и азотоводородной смеси свыхода второго агрегата в противномслучае, 1 ил. Технологическая схема двух агрегатов синтеза аммиака и система управления ими содержат отделения 1 и роочистки с подогревателями 3 и отделения 5 - 8 соответственно первичного и вторичного риформинга с котлами-утилизаторами 9 и 10, отделения 11 и 12 и 13 и 14 соответствен" но первой и второй ступени конверсии оксида углерода, стадии 15,16 и 17, 18 соответственно очистки и метанирования, стадии 19 и 20 конвертирования, стадии 21 и 22 синтеза аммиа 1520005ка, датчики 23 - 27 расхода соответственно природного газа на второй агрегат, пара в подогреватель 3 пер - вого агрегата, конвертированного газа после вторичного риформинга 8 вто 5 рого агрегата в отделение 11 первой ступени конверсии оксида углерода первого агрегата, водородсодержащего отхода производства в подогрева-. тель 3 первого агрегата, азотоводо - родной смеси с второго агрегата и водородсодержащего отхода производств уксусной кислоты и метанола в подогреватель, 3, датчик 28 температуры парогазовой смеси после подогревателя 3, датчик 29 температуры парогазовой смеси на выходе отделения 11 первой ступени конверсии углерода первого агрегата, датчик 30 тем- пературы конвертированного газа после отделения 6 первичного риформинга второго агрегата.Схемы также содержат датчик 31 концентрации метана в конвертированном газе на выходе отделения 8 вторичного риформинга второго агрегата, датчик 32 концентрации серы в парогазовой смеси после отделения 11 первой ступени конверсии оксида углерода пеового агрегата, регуляторы 33 - 36 расхода соответственно природного газа на второй агрегат, пара в подогреватель 3 первого агрегата, конвертированного газа после вторичного риформинга второго агрегата в отделение 1 1 первой ступени конверсии оксида углерода первого агрегата, азотоводородной смеси с второго агрегата в подогреватлеь 3 первого агрегата, регулятор 37 температуры газа на выходе отделения 11 первой ступени конверсии оксида углерода, регулятор 38 температуры парогазовой смеси на выходе подогре 45 вателя 3, логическое устройство 39 с запоминанием, логические устройства 40 и 41.Кроме того, схемы содержат регулирующие клапаны подачи природ - ного газа 42 на второй агрегат, подачи пара 43 и 44 в попогреватель 3, подачи топливного газа 45 в подогреватель 3, подачи конвертированного газа 46 по байпасной линии мимо котла 55 утилизатора 1 О с конвертора метана второй ступени на выход отделения 8 вторичного риформинга второго агрегата, подачи конвертированного газа 47 и 48 после отделения 8 вторичного риформинга второго агрегата в отделение 11 первой ступени конверсииоксида углерода первого агрегата,подачи водородсодержащего отхода производства 49 в подогреватель 3, пода"чи азотоводородной смеси 50 и 51 свторого агрегата в подогреватель 3,подачи управляющего воздействия 52с регулятора 37 на регулирующий клапан 46, подачи сигнала корректирующего воздействия 53 с датчика 25 расхода конвертированного газа на регулятор 34 расхода пара, подачи сигнала корректирующего воздействия 54 сдатчика 27 расхода азотоводороднойсмеси и водородсодержащего отходапроизводства на регулятор 34 расхода пара и запорные вентили 55 и 56подачи природного газа на первыйи второй агрегаты синтеза,Способ осуществляют следующимобразом.11 усть первый агрегат не работает запорный вентиль 55 закрыт) ив этом агрегате необходимо провестипроцесс десульфуризации катализаторав отделении 11 первой ступени конверсии оксида углерода, а второй агрегат работает по обычной схеме (за -порный вентиль 56 открыт), вырабатывая продукционный, аммиак.В этом случае открывают вентиль подачи парадесульфуризации, который направляется через регулирующие клапана 43 и44 в подогреватель 3 первого агрегата, При этом клапан 44 открыт нулевьм сигналом от логического устройства 41, так как на его вход поступаютнулевые сигналы от датчика 29 и 32,свидетельствующие о том, что темпера -тура парогазовой смеси после отделения 11 первой ступени конверсии оксида углерода менее 420 С, а концентрация серы в этой же смеси болееО, 5 мг/м . Расход п ара в подог рев атель 3 измеряется датчиком 24 расхо;.да пара. Сигнал , расхода пара поступает на регулятор 34 расхода пара,который непосредственно управляетстепенью открытия клапана 43. Одновременно сигнал расхода пара в подогреватель 3 с датчика 24 поступает на логическое устройство 39, на которое направляются и сигналы от датчиков 30 и 31, При подаче единичных сигналов наличия расхода пара в520005 53подогреватель 3 от датчика 24, атакже единичных сигналов от датчика30 температуры конвертированногогаза на выходе отделения 6 первичного риформинга 6, свидетельствующе 5го о том, что оиа ниже 830 С и датчика 31, свдетелйствующего о том,что концентрация метана в конвертированном газе после отделения вторичного риформинга 8 ниже 0,5 об. , налогическое устройство 39, последнееотработает единичный выходной сигнална открытие регулирующего клапана47 подачи конвертированного газа с 15второго агрегата в отделение 11 первой ступени конверсии оксида углерода первого агрегата, необходимогов смеси с паром для проведения процесса десульфуризации катализатора, 20Расход конвертированного газа свторого агрегата на конвертор отделения первой ступени оксида углеродарегулируется с помощью датчика 25расхода сигнал с которого поступает 25на регулятор 35 расхода, управляющийстепенью открытия клапана 48,Одновременно с датчика 25 расходаконвертированного газа на регулятор33 расхода природного газа поступает корректирующий сигнал, Регулятор33 отработает воздействие на клапан42, который увеличит подачу природного газа на второй агрегат. Это позволит обеспечить проведение процесса .35десульфуриэации без снижения производительности второго агрегата, Единичный сигнал с логическогр устройства 39 откроет, кроме того, регулирующий клапан 52 подачи управляюще- щго воздействия с регулятора 37 наклапан 46 и регулирующий клапан 53подачи корректирующего воздействияс датчика 25 расхода конвертированного газа на регулятор 34 расхода пара. 5Это обеспечит требуемые соотноше-.ния пав:газ на входе отделения 1первой ступени оксида углерода путемподачи корректирующего воздействия сдатчика 25 расхода конгаза через клапан 53 на регулятор 34 расхода параи температуру парогазовой смеси на; конверсии углерода оксида за счетдатчика 29 температуры регулятора 37, 55управляющего степенью открытия клапана 46.Требуемая температура пара послепопогревателя 3 обеспечивается датчи 6ком 28 температуры, регулятором 38,который изменяет степень открытияклапана 45 подачи топливного газа вподогреватель 3 первого агрегата.Ири достижении концентрации серыв парогазовой смеси на выходе отделения 1 первой ступени конверсии оксида углерода менее 0,5 мг/м3а температуры парогазовой смеси навыходе этого же отделения более 420 С,что измеряется с помощью датчиков 32и 29 процесс десульфуриэации заканчивается, Датчики 29 и 32 выдадут в.этом случае на логическое устройство34 единичные сигналыкоторое отработает так же единичный выходной сигнална закрытие регулирующего клапана 44подачи паря. Закрывают в этом случаеи запорный вентиль подачи пара подогревателя 3 и вентиль подачи топлив.ного газа в подогреватель (не показано).Проведение процесса таким образомтребует применения логического устройства 40, которое отработает навыходе нулевой сигнал на закрытиерегулирующих клапанов 49 и 50 подачи водородсодержащего отхода производства и аэотоводород.ой смеси иклапана 54 подачи корректирующеговоздействия с датчика 27 расхода нарегулятор 34 расхода параВ случае, если в первичном и вто"ричном риформингах катализатор недостаточло активен, что может произойти в процессе его старения (срабатывания)увеличение нагрузки по природному газу может привести к увеличению температуры .конвертированногогаза на выходе отделения 6 первичного риформинга выше 830 С или концентрации метана в конвертированном газепосле отделения 8 вторичного рифор-.минга - выше 0,5 об, , Это зафиксируют соответственно датчики 30 и 3и выдадут нулевые сигналы на логическое устройство 39, При подаче нанего хотя бы одного нулевого сигнала на выходе запоминается и отрабатывается также нулевой выходной сигнална закрытие регулирующих клапанов 41,52 и 53,В результате конвертированный гаэс орого агрегата на первый не подас гся. Отсутствует управление ре-.гулирующим клапаном 46 от регулятора 37, а также подача сигнала корректирующего воздействия с датчика 25на регулятор 34 расхода пара. Однако логическое устройство 40 отработает единичный выходной сигнал, на открытие регулирующих клапанов 49 и 50подачи водородСодержащего отхода производств и азотоводородной смеси второго агрегата, откроется и клапан54 подачи сигнала корректирующеговоздействия от датчика 27 расхода ука занных потоков на регулятор 34 расхода пара. Ири этом температура парогазовой смеси на выходе подогревате -ля 3 регулируется с помощью датчика28 температуры регулятора 38, управляющего степенью открытия клапана 45,а требуемое соотношение пар:газ навходе отделения 11 первой ступени конверсии оксида углерода обеспечивается подачей сигнала корректирующеговоздействия с датчика 27 расхода 1 водородсодержащего отхода производств иаэотоводородной смеси второго агрегата. Требуемый расход аэотоводородной смеси с второго агрегата зависит 25от количества водородсодержащего отхода производств. Поэтому регулирование азоФоводородной смеси с второго агрегата осуществляется по расходу водородсодержащего отхода производств с помощью датчика 26 этогорасхода, регуЛятора 36, управляющегостепенью открытия клапана 51 подачи аэотоводородной смеси. Регулирование расхода пара в подогреватель 3Ъи окончание процесса десульфуризации осуществляется аналогично первому варианту,Аналогично можно рассмотреть проведение провесса десульфуризации применительно к второму агрегату, учиты-гФвая, что понятия первый и второй агрегаты чисто условны.Ирименение предлагаемого способапозволяет повысить эффективность процесса разогрева, десульфуриэации катализатора и его восстановление, плавное регулирование температуры процесса, Его использование исключает .необходимость пуска стадий сероочист 50ки и риформинга, что приводит к снижению затрат природного газа и энерго.ресурсов на пуск производства аммиака. Он позволяет провести эти операции параллельно с ежегодным остановочным капитаЛьным ремонтом агрегата,что в конечном итоге позволяет увеличить производительность установки на 5000 т/г. формула изобретения Способ управления процессом десульфуриэации катализатора конверсии окснда угцерода при параллельно работающих производствах аммиака включающий регулирование расхода природного газа ца второй агрегат, расхода конвертированного газа по байпасцой линии мимо котла-утилиэатора, отделения вторичного риформинга второго агрегата и измерение температуры парогазовой смеси на вьмоде отделения конверсии оксида углерода первой ступени первого агрегата и концентрации серы в этой парогазовой смеси, температуры конвертированного газа после отделения первичного риформинга второго агрегата и концентрации метана в конвертированном газе на выходе отдепения вторичного риформинга второго агрегата, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения удельного расхода природного газа и энергоресурсов, подают пар в подогреватель первого агрегата, измеряют и регулируют температуру этого пара на выходе подогревателя первого агрегата изменением подачи топливного газа в этот подогреватель, сравнивают измеренные значения температуры конвертированного газа после отделения первичного риформинга второго агрегата и концентрации метана в конвертированном газе на выходе отделения вторичного риформинга второго агрегата с верхними граничными значениями и при значениях измерения температуры и концентрации метана меньше верхних граничных значений подают поток конвертированного газа после отделения вторичного риформинга второго агрегата в отделение конверсии оксида углерода первой ступени первого агрегата, регулируют расходы природного газа на второй агрегат и пара в подогреватель первого агрегата прямо пропорционально расходу этого потока и регулируют температуру парогазаовой смеси на выходе отделения конверсии оксида углерода первой ступени первого агрегата изменением подачи конвертированного газа по байпасной линии мимо котла.утилизатора отделения вторичного риформинга второго агрегата, прн измеренньм значениях температуры конвертированного газа после отделения пер 520005вичного риформинга второго ягрегятя или концентрации метяня в конвертированном газе на выходе отделения вторичного риформинга второго агрега 5 та больше верхних граничных значений подают в подогреватель первого агрегата в заданном соотношении потоки водородсодержащего отходящего газа и азотоводородной смеси с выхода второ- о го агрегата и корректируют подачу пара в подогреватель первого агрегата в зависимости от суммарного расхода этих водородсодержащих потоков, сравнивают измеренные значения температуры паро газовой смеси на выходе отделения конверсии оксида углерода первой ступенипервого агрегата с верхним граничнымзначением и концентрации серы в этойпярогазовой смеси с нижним граиичнымзначением и по достижении измеренныхзначений температуры парогазовойсмеси на выходе отделения конверсииоксида углерода первой ступени первого агрегата верхнего граничногозначения и концентрации серы в этойпарогазовой смеси нижнего граничного значения прекращают подачу паря и топливого газа в подогревательпервого агрегата.