Способ автоматического управления работой промывной колонны в производстве карбамида Советский патент 1985 года по МПК C07C126/02 G05D27/00 

Изобрет-ейие относится к автоматическому управлению процессом получения карбамида и может быть использовано при производстве минеральных удобрений, в частности при производстве карбамида с системой жидкостного рецикла. Целью изобретения является снижение энергозатрат и повьшение произво дительности процесса. На чертеже представлен пример реализации «предлагаемого способа. Поток газов с дистилляции (COjf NHj и ) с температурой 120-130 0 подается в барбртер 1, где охлаждается до 85-95°С, а углекислый газ поглощается раствором углеаммонийных солей. Раствор углеаммонийных солей с большим содержанием углекислого газа насосом 2 подается в колонну синтеза, а газ (в основном аммиак с небольшим содержанием углекислого. газа) поступает под насадку промьшной колонны 3, орошаемую жидким аммиаком и конденсатом сокового пара. Тепло, приносимое газами из барбо тера, а также вьщеляющееся при связывании СО- в промывной колонне. расходуется на испарение жидкого аммиака, подаваемого на орошение. Газообразный аммиак, поступивший с дистилляции и не связанный в растворе углеаммонийных солей, проходит через промывную.колонну 3 и вместе с испарившимся аммиаком орошения выходит через верх колонны 3 на конден сацию. Уровень раствора углеаммонийных солей в барботере 1 измеряется с помощью датчика 4. и стабилизируется ре гулятором 5, подающим сигнал на пнев мопривод 6 гидромуфты, регулирукхдей число оборотов насоса 2. Расход углеаммонийных солей измеряется датчиком 7 и с помо1дью преобразователя 8 вводится в управляющую вычи-слительную мапшну 9. Датчик 10 измеряет расход газообразного аммиака, выходящего из промывной колонны 3 датчик 11 измеряет расход слабого раствора углеаммонийных солей, посту пающего из промывной колонны в барботер 1. Датчик 12 контролирует плотность раствора углеаммонийных со лей, выходящих из барботера 1 в колонну синтеза., Сигналы от датчиков 10 - 12 через преобразователи 13-15 поступают в управлякицую вьтчислительную машину (УВМ) 9. Сигнал от датчика 16 расхода конденсата сокового пара на орошение промывной колонны поступает на регулятор 17 расхода и параллельно в УВМ 9 через преобразователь 18. Выходной сигнал, регулятора 17 поступает на исполнительньй механизм 19, установленньй на трубопроводе конденсата сокового пара. Расход жидкого аммиака на орошение промьшной колонны 3 измеряет датчик 20, сигнал которого через преобразователь 21 подается в УВМ 9 и параллельно на регулятор 22, управляющий исполнительным механизмом 23, установленным на трубопроводе жидкого аммиака. Температуру в барботере 1 измеряет датчик 24, сигнал которого поступает в УВМ 9 и параллельно на регулятор 25, управляющий исполнительным механизмом 26 на трубопроводе охлаждающей воды, подаваемой в змеевик барботера. Датчики 27 и 28 измеряют температуру верхней и средней части насадки промывной колонны 3. Сигналы от этих датчиков также вводятся в вычислительную машину 9. Способ осуществляют следующим образом. УВМ 9 на основании поступаюш 1х в нее сигналов по заданному алгоритму рассчитывает концентрацию аммиака, углекислого Газа и воды в выходящем из барботера 1. растворе углеаммонийных солей. На основании информации о концентрациях аммиака и воды УВМ 9 Ьпределяет количество избыточного или недостающего компонента в потоке раствора углеаммонийных солей, направляемом в колонну синтеза, и рассчитывает необходимое изменение управляющего воздействия. Отклонения по концентрации воды устраняются изменением расхода конденсата сокового пара на орошение промывной колонны 3. Отклонения по концентрации аммиака устраняются изменением температуры в барботере 1, что вызьшает изменение расхода газообразного аммиака, уходящего из верха промывной колонны 3. Стабилизация концентраций аммиака и воды в выходящем растворе углеаммонийных со- лей приводит к стабилизации концентрации и углекислого газа. УВМ 9 рассчитывает и выдает задания регуляторам 17 и 25. Регулятор 17 отрабатьшает полученное задание изменением расхода конденсата соково го пара с, помощью исполнительного механизма 19, регулятор 25 отрабатывает полученное задание изменением расхода охлаждающей воды, подаваемой в барботер 1 с помощью исполнительно го механизма 26. .. Кроме того, УВМ 9 определяет разность температур верха и середины насадки колонны 3 и рассчитывает необходимое изменение расхода жидкого аммиака на орошение и реализует его с помощью регулятора 22. Разность температур верха и серединь| нас&дки зависит только от количества углекислого газа в промывной колонне, уровень которого доходит, до середины насадки и который связывается водой и аммиаком в карбамат аммония. Так как процесс связывания идет.с вьщелением тепла, то всякое изменение количества углекислого га(За отражается на температуре середины насадки. До верха насадки уровень углекислого газа практически не доходит и температура насадки там постоянна при постоянном давлении. Температуры верха и середины насадки коррелированы с температурами в барботере и низа колонны, с температурой га-зов дистилляции, входящих в барботер. Хотя температуры верха и середины насадки зависят от давления в промывной колонне (что связано с изменением Температуры фазового перехода аммиака при изменении давления), но их разность практически не зависит от колебаний давления. Поэтому разность температур верха и середины насадки однозначно соответствует интенсив юсти поступления углекислого газа в -прцмьгоную колонну. Регулятор 22 позволяет поддерживать постоянное соотношение между количеством углекислого газа, поступающего из барботера в промывную колонну, и количеством жидкого аммиака, подаваемого на орошение. Применение предлагаемого спосбСа автоматического управления работой промывной колонны позволяет повысить производительность работы колонны синтеза, работающей с высокой степенью превращения углекислого газа в карбамид, в результате стабильного поддержания состава раствора углеаммонийных солей, выходящего из барботера промывной колонны, а также снизить энергозатраты (расход пара, воды и электроэнергии) за счет четкого управления подачей жидкого аммиака на орошение, исключающего попадание в промывную колонну избыточного количества жидкого аммиака на отмьшку углекислого газа от газообразного аммиака. При этом полная отмывка углекислого газа от газообразного аммиака, выходящего из про мьшной колонны на конденсацию, предотвращает попадание углекислого газа в сконденсированный .аммиак, что сохраняет насосы жидкого аммиака от активного их износа и создания предпосьшки аварийной обстановки по этой причине.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО . УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ПРОМЫВНОЙ КОЛОННЫ. В ПРОИЗВОДСТВЕ КАРБАМИДА путем регулирования уровня раствора в барботере изме.нением расхода раствора углеаммонийных солей, вькодящего из него в колонну синтеза, регулирования температуры в барботере измене нием подачи охлаждающей воды в змеевик барботера, регулирования подачи жидкого аммиака в промывную колонну в зависимости от температуры насадки .промывной колонны и подачи конденсата сокового пара в промывную колонну, отличающийся ты, что, с целью снижения энергозатрат и повышения производительности процесса . за счет повьшення качества регулирования, подачу жидкого аммиака регулируют Взависимости от разности температур .в верхней и средней частях насадки промывной колонны, а температ туру в барботере и подачу конденсата сокового пара корректируют в зависимости от концентраций компонентов § раствора углеаммонийных солей, определяемых по расходам газообразного аммиака, выходящего из промывной колонны, жидкого аммиака, подаваемого в промывную колонну, конденсата сокового пара, раствора слабых углеаммонийных солей, выходянщх из промывной колонны в барботер, расходу и плотности раствора углеаммонийных солей, выходящего из барботера. СО i 4iik