Способ автоматического управления процессом нейтрализации Советский патент 1981 года по МПК C01C1/18 G05D27/00 

(5) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

НЕЙТРАЛИЗАЦИИ

t

Изобретение относится к способам автоматического управления химикотехнологическими процессами и может быть использовано в химической промышленности, например, в производстве аммиачной селитры.

Известен способ управления процессом нейтрализации в производстве аммиачной селитры путем стабилизации значения величины рН раствора на выходе из реактора изменением расхода кислоты и одновременном введении коррекции по расходу аммиака с учетом суммарной нагрузки на peaKTopJ 1J.

Наиболее близким техническим, решением к предлагаемому является способ автоматического управления процессом нейтрализации в производст-. ве аммиачной селитры путем регулирования соотношения расходов нейтрализируемого и нейтрализующего реагентов 2.

Недостатками известных способов являются нестабильность процесса нейт рализации и обусловленные ею большие потери связанного азота вследствие существенной нелинейности зависимости рН от состава раствора на выходе из реактора. Основной недостаток обусловлен специфическим характером зависимости рН , являющимся причиной значительного снижения том10ности контроля при необходимости ведения процесса нейтрализации в обычно закисленном режиме работы. Так, например, достижимая точность измерения кислоты в растворе аммиач15ной селитры при использовании серийных рН-метров в пересчете на кислоту составляет ± 3 г/л при фактическом ее содержании 6 г/л. Кроме того, при изменении среды от нейтральной к

20 кислой изменяется коэффициент усиления в л35- 0 ра. В тоже время известно, что общепромышленные средства автоматизации, в лучшем случае. 3 Обеспечивают удовлетворительное качество регулирования при изменении коэффициента усиления системы не более чем в 15 раз. Перечисленные факт ры в основном являются причиной нестабильной работы реакторов-нейтрал и связанных с этим значител ных потерь сырья. Цель изобретения - снижение поте связанного азота за счет повышения .точности контроля рН нейтрализован ного раствора. Поставленная цель достигается те что пробу нейтрализованного раствор смешивают с нейтрализующим реагенто в заданном соотношении, измеряют рН смеси и корректируют соотношение расходов нейтрализуемогоИ нейтрализующего реагентов в зависимости о разнсм;ти рН смеси и заданного потен циала, соответствующего точке эквивалентности смеси. При этом заданное соотношение пробы нейтрализованного раствора и нейтрализующего реагента устанавливают в зависимости от заданной концентрации одного из компонентов в пробе нейтрализованного раств ра. На чертеже представлена функциональная схема реализации способа. В реактор-нейтрализатор 1 поступают нейтрализуемый реагент азотная кислота 2 и нейтрализующий реагент - аммиак 3, расходы которых.соответственно измеряются расходомерами 4 и 5. Изменение подачи азотной кислоты осуществляется клапаном 6 по команде регулятора 7, а подача;аммиака - клапаном 8 по командеS регулятора 9 соотношения расходов, корректируемом регулятором 10. Проба 11 анализируемого раствора на выходе из нейтр лизатора 1 поступает на смешение в заданном соотношении с нейтрализующим реагентом 3. Соотношение этих потоков устанавливается дозатором смесителем 12. Анализ нейтрализо-)ванного Нотока осуществляется датчиком 13 рН. Потенциал, соответству ющий точке эквивалентности этой сме си, устанавливается задатчиком 1. Способ осуществляют следующим об разом, Количество нейтрализующего реагента, поступающего в дозатор-смеситель 12, устанавливают из условия . 4 стехиометрического соотношения к заданному количеству нейтрализуемого реагента, содержащемуся в отбираемой пробе П, При этом, если в растворе, выходящем из реакторанейтрализатора 1,содержание компонента соответствует заданному, то на выходе из дозатора-смесителя 12 датчик 13 рН фиксирует потенциал, соответствущий точке эквивалентности. В отсутствии разбаланса с величиной задания, устанавливаемого задатчиком , регулятор 10 оставляет на прежнем уровне сигнал, определяющий соотношение основных потоков реагентов. В случае, если в растворе, выходящем из реактора-нейтрализатора 1, содержание компонента отличается от заданного, образуется разбаланс сигналов на выходе датчика 13 и установленного на задатчике 14, определяющий величину и направление изменения сигнала на выходе регулято.ра 10.После выведения реактора-нейтрализатора 1 на заданный режим работы, определяемый содержанием компонента в растворе, выход регулятора 10 фиксируется на новом уровне. При необходимости изменения содержания компонента в растворе на выходе из реактора-нейтрализатора 1 устанавливают на дозаторе-смесителе 12 новое соотношение расходов и нейтрализующего реагента. Таким образом, в продессе регулирования процесса нейтрализации на выходе дозатора-смесителя 12 среда раствора,контролируемая датчиком 13, меняется от кислой до аммиачной вблизи точки эквивалентности, обеспечивая нормальную работу системы в целом, но в это же время в растворе на выходе из реактора-нейтрализатора 1 остается всегда кислой. Использование способа, как показали результаты предварительных испытаний системы управления процессом нейтрализации, обеспечивает снижение потерь связанного азота на 30kO% по сравнению с известным. Формула изобретения 1. Способ автоматического управления процессов нейтрализации путем регулирования соотношения расходов нейтрализуемого и нейтрализующего реагентов, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь

588961

связанного азота за счет повышения точности контроля рН нейтрализованного раствора, пробу нейтрализованного раствора смешивают с нейтрализующим реагентом в заданном соотноше- s НИИ, измеряют рН смеси и корректи- ; руют соотношение расходов нейтрализуемого и нейтрализующего реагентов в зависимости от разности сигналов рН смеси и заданного потенциала, соот- JO ветствующёго точке эквивалентности смеси.

шение пробы нейтрализованного раствора и нейтрализующего реагента уста- навливают в зависимости от заданной концентрации одного из компонентов в пробе нейтрализованного раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 41259, кл. С 05 С 1/00, 1972.