Способ управления процессом производства слабой азотной кислоты Советский патент 1983 года по МПК C01B21/38 G05D27/00 

Изобретение относится к автомати зации технологических процессов, в частности процесса производства сла бой азотной кислоты, и может быть использовано в химической промышлен ности. Известен способ автоматического регулирования процесса производства слабой азотной кислоты путем регулирования соотношения р ходов аммиака и воздуха с коррекцией по т пературе в контактном аппарате окис ления аммиака - узле получения нитрозных газов, и регулирования рас хода добавочного воздуха, подаваемо го в абсорбционную колонну - узел абсорбции нйтрозных газов, в завис мости от температуры дожигания отходящих, из узла абсорбции газов; т.е. температуры газов на вьЬсоде из реактора каталитической очистки нит розных газов Cl. Недостаток данного способа заключается в том, что он не обеспечивает стабильности частоты вращени вала турбокомпрессора так как учитывает только влияние температуры газов на выходе реактора каталитиче кой очистки нйтрозных газов. В связи с этим данному способу присущи пониженная стабильность расхода сжи емого газа, например основного потока воздуха, давления в установке и повышенные удельные расходы сырья, например,«аммиака, и энергоресурсов на тонну производимой кислот Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления процессом производства слабой азотной кислоты в ус тановке, включающей узлы получения, охлаждения и абсорбции нйтрозных газов, турбокомпрессор и реактор ка талитической очистки нйтрозных газов, отходящих из узла абсорбции, путем регулирования подачи добавочного кислородсодержащего газа в узлы охлаждения и/или абсорбции нйтрозных газов в зависимости от содержания кислорода и окислов азота в отходящих нйтрозных газах С Недостаток этого способа заключается в том, что он не обеспечивает низкого удельного расхода сырья, в частности аммиака, на тонну производимой кислоты, не предусматривает управление всем производством слабой азотной кислоты в целом, а осуществляет регулирование только узлов получения и абсорбции нйтрозных газов. Это не позволяетобес печить стабильность частоты вращени вала турбокомпрессора и,следователь но, стабильность расхода сжимаемого газа, например основного потока воз духа, и давления в установке. Цель изобретения - снижение удел ного расхода сырья за счет стабилизации режима работы турбокомпрессора. Поставленная цель достигается тем, что подачу добавочного кислородсодержащего газа регулируют дополнительно в зависимости от температуры газа на входе турбокомпрессора, температуры нйтрозных газов на-входе реактора, температуры очищенных газов на выходе реактора и частоты вращения вала турбокомпрессора. На фиг.1 представлен пример реализации данного способа управления процессом производства слабой азотной кислоты в установке, работающей под единым давлением в узлах получения и абсорбции нйтрозных газов, например в отечественной установке, под :давлением; 7,3 атм; на фиг. 2 то же, в установке, работающей по .комбинированной схеме, т.е. при различных давлениях в узлах получения и абсорбции нйтрозных газов, например в отечественной установке АК-72. Установка по производству слабой азотной кислоты под единым давлением (фиг.1) содержит турбокомпрессор 1, включаклцйй компрессор 2 и газовую турбину 3, узлы 4-6 соответственно получения, охлаждения и абсорбции нйтрозных газов, подогревагель 7 и реактор 8 каталитической очистки нитроэных газов. Система управления содержит датчики 9-И соответственно температур сжимаемого газа (в данной установке воздуха), нйтрозных газов на входе реактора 8 и газов на выходе реактора 8, датчик 12 частоты вращения вала турбокомпрессора 1, датчики 13 и 14 содержания кислорода и окислов азота в нйтрозных газах, отходящих из узла 6 абсорбции, регулирующие органы 15 и 16 на линии подачи добавочного кислородсодержащего газа (воздуха) в узлы охлаждения и абсорбции нйтрозных газов, блок 17 сравнения, клапан 18, сумматор 19, вычислительный блок 20, регулятор 21 содержания .кислорода в нйтрозных газах и распределительный блок 22. Установка по производству слабой азотной кислоты, работающая при разли:чных давлениях в узлах получения и абсорбции нйтрозных газов {фиг.2), отличается от установки под единым давлениетл (фиг.1) тем, что нитрэзные гаЗы полученные в узле 4 и охлажденные вузле 5, сжимаются турбокомпрессором 1. Способ осуществляют следующим образом. Сигнал с датчика 11 температуры .нитрюзных газов на выходе реактора 8 каталитической очистки ( ) поступает на блок 17 сравнения, куда также поступает сигнал, пропорциональный допустимому значению этой температуры (tg, ) . Если разница между текущим и допустимым значениями этой температуры меньше нуля, те- t. t то на выт.е,. , bt:, - tgyy ° ходе блока 17 сравнения формируется отрицательный сигнал, который воздействует на клапан 18. В этом случае клапан 18 со своего входа пропускает на выход сигнал датчика 11 температуры. Если указанная разница температур больше или равна нулю, т.е.: f.t.reK +.тек оп f.n выи - Чык то на выходе блока 17 сравнения формируется положительный сигнал. В этом случае клапан 18 со своего входа пропускает на выход сигнал с сумматора 19, на вход которого посту пают сигналы с датчика 11 температуры с выхода блока 17 сравнения, и сигнал,- пропорциональный заданному значению корректировки температуры газов на выходе реактора 8 каталити ческой очистки. На выходе сумматора 19 формируется следующий сигнал; росч теп .-тек Чыу - . Такюл образом, если температура достигла своего допустимого схня. « . значения, то сумматор 19 формирует значение , которое меньше ., на заданную величину. Если же темпе тура tlfj., превысила свое допустимое - , DCirU значение, to значение.,.; дополни . ОРгД тельно уменьшается на величину прев шения . Сигнал с выхода клапан 18 поступает на вход вычислительного, блока 20, на другие входы которо го поступают сигналы: с датчика 12 частоты .вращения вала турбокомпресс ра 1 (, с датчика 10 температу ры иитрозных газов на входе реактора 8 Каталитической очистки (tlfit « ВОХ с датчика 14, измеряющего содержание окислов азота (например, двуокиси азота) в нитроэных газах, от ходящих из узла 6 абсорбции () с датчика 9 температуры сжимаемого газа на входе компаратора 2 - возду ха (фиг.) или нитрозных газов (фиг. 2) ( ), и сигнал/ пррпбрциональный заданному значент1Ю частоты вращения вала турбокомпрессора 1 (). На выходе вычислительного блока 20 по перечисленным параметрам процесса определяется сигнал, равлый требуемому значению содержаний кислорода в отходящих нитрозных газах после отделения абсорбции (О ) по следующему выражению: О -1 ип к It чР°с. 2 , (« -„5ЬА где - постоянные коэффициенты.. Сигнал с вычислительного блока 20. поступает в камеру Задание ре- . гулятора 21, в камеру Переменная которого поступает сигнал с Матчякл 13, измерякадего содержание кислорода в нитрозных газах, отходящих из узла абсорбции. При отклонении любого из перечисленнйх параметров процесса вычислительный блок .20 формирует новое заданное эйачение содержания кислорода в отходящих нитрозных газах, и в случае отклонения текущего значения -этрго параметра от заданного значения регулятор 21 изменяет -тгодачу„1дЕ(оба8рчнЬго кислородсодержащего газа-воздуха. Распределительный блок 22 позволяет осуществлять подачу довзвочного кислородсодержащего газавоздуха в узлы охлаждения и/или абсорбции нитрозных газов путем воздействия на регулирующие 15 и 16 пропорционально заданным коэффициентам, величина которых задаемся оператором.. Использование данного способа управления позволяет за счет стабилизации частоты вращения вала турбокомпрессора повысить, стабиль- -. / ность расхода сжимаемого газа К давление в установке и повысить производительность установки по сжимаемому газу на 0,5-1,5%, снизить удельный расход сырья на 1,5-2,5%,.увеличить выработку продукции на 2,0- 4,0%.

Г

Фus.Z

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ проДЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА СЛАБОЛ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ в установке, включакяаей узлы получения, ох аясдения и абсорбции нитрозных газов, трубокомпрессор н реактор каталиТичёскрft«очистки ннтрозных; газов,- отходящих из узла абсорбции, путем регулирования подачи добавочного кислородсодержгице- : го газа в узлы охлаждения и/или абсорбции нитрозных газов в зависгимости от содержания кислорода и окис лов азота в о гходящих нитрозfojx газах, о т л и. ч а ю ц и и с я тем что, с целью снижения удельного pat3хода сырья за счет стабилизации режима работы турбокрмпр ессора, подачу добавочного кислородсодержацего газа регулируют дополнйтель но в зависимости от техшературы газа йа входе турбокомпрессора, температуры нитрозных газов на входе реактора температуры очищенных газов на выходе реактора и частоты BpaoteHMfl вала турбокомпрессора.