Способ автоматического управления работой промывной колонны в производстве карбамида

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOlVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3733776/23-26 (22) 01.02.84 (46) 15..11.85. Бюл. Я- .42 (71) Ордена Октябрьской Революции сланцехимическое производственное объединение им. В.И.Ленина (72) В.И.Николаев, Х.О.Сааген и В.С.Сычев (53) 66-012.52(088.8) (56) Патент США Ф 3232982, кл. 260-555, 1966.

Авторское свидетельство СССР

Ф 452558, кл. С 07 С. 126/04, 1973. (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ПРОМЫВНОЙ КОЛОННЫ

В ПРОИЗВОДСТВЕ КАРБАМИДА.путем регулирования уровня раствора в барботере изменением расхода раствора углеаммонийных солей, выходящего из него в колонну синтеза, регулирования температуры в барботере измене кием подачи охлаждающей воды в змеевик барботера, регулирования подачи жидкого аммиака в промывную колонну

„„SU„„1191447 A (я)4 С 07 С 126/02, С 05 Э 27/00 в зависимости от температуры насадки промывной колонны и подачи конденса-. та сокового пара в промывную колонну, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения производительности процесса эа счет повышения качества регулирования, подачу жидкого аммиака регулируют в зависимости от разности температур .в верхней и средней частях насадки промывной колонны, а темпера-. туру в барботере и подачу конденсата сокового пара корректируют в зависимости от концентраций компонентов раствора углеаммонийных солей, опре- Я деляемых по расходам газообразного аммиака, выходящего из промывной колонны, жидкого аммиака, подаваемого в промывную колонну, конденсата сокового пара, раствора слабых угле- Я аммонийных солей, выходящих из промывной колонны в барботер, расходу и плотности раствора углеаммонийных солей, выходящего иэ барботера.

1191447

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом получения карбамида.и может быть использовано при производстве минеральных удобрений, в частности при производ- 5 стве карбамида с системой жидкостного рецикла.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение производительности процесса. 0

На чертеже представлен пример реализации предлагаемого способа.

Поток газов с дистилляции (CO„

NH и Н20) с температурой 120-130 С подается в барботер 1, где охлажда ется до 85-95 С, а углекислый гаэ 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 промывной колонны 3, орошаемую жидким аммиаком и конденсатом сокового пара.

Тепло, приносимое газами иэ барбо тера, а также выделяющееся при связывании СО в промывной колонне, 30

2 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 аммиахом орошения выходит через верх колонны 3 на конденсацию.

Уровень раствора углеаммонийных. 40 солей в барботере 1 измеряется с помощью датчика 4 и стабилизируется регулятором 5, подающим сигнал на пнев. мопривод 6 гидромуфты, регулирующей число оборотов насоса 2. 45

Расход углеаммонийных солей измеряется датчиком 7 и с помощью преобразователя 8 вводится в управляющую вычислительную машину 9. Датчик 10 измеряет расход газообразного аммиа- 50 ка, выходящего из промывной колонны 3, датчик 11 измеряет расход слабого . раствора углеаммонийных солей, поступающего из промывной колонны в барботер 1. Датчик 12 контролирует плотность раствора углеаммонийных солей, выходящих из барботера 1 в колонну синтеза.

Сигналы от датчиков 10 — 12 через преобразователи 13 — 15 поступают в управляющую вычислительную 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 исполнительный механизм 19, установленный на трубопроводе конденсата сокового пара.

Расход жидкого аммиака на орошение промывной 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 регуля. тор 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 поступающих 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 определяет 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 вызывает изменение расхода газообразного аммиака, уходящего из верха промывной колонны 3. Стабилизация концентраций аммиака и воды в выходящем растворе углеаммонийных со 3 11914 лей приводит к стабилизации концентрации и углекислого газа. УВМ 9 рассчитывает и выдает задания регуляторам 17 и 25. Регулятор 17 отрабатывает полученное задание изменением расхода конденсата сокового пара с помощью исполнительного механизма 19, регулятор 25 отрабатывает полученное задание изменением расхода охлаждающей воды, подаваемой fO в барботер 1 с помощью исполнительного механизма 26.

Кроме того, УВМ 9 определяет разность температур верха и середины насадки колонны 3 и рассчитывает 15 необходимое изменение расхода жидкого аммиака на орошение и реализует его с помощью регулятора 22.

Разность температур верха и серединь1 насадки 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 д идет.с выделением 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

35 в барботере и низа колонны, с температурой газов дистилляции, входящих в барботер.

Хотя температуры верха и середины насадки зависят от давления в промывной колонне (что связано с изменением температуры фазового перехода

47 4 аммиака при изменении давления), но их разность практически не зависит от колебаний давления. Поэтому разность температур верха и середины насадки однозначно соответствует интенсивности поступления углекислого газа в промывную 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 спосбба 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 иэ барботера промывной колонны, а также снизить энергозатраты (расход пара, воды и электроэнергии) .эа счет четкого управления подачей жидкого аммиака на орошение, исключающего попадание в промывную колонну избыточного количества жидкого аммиака на отмывку углекислого газа от газообразного аммиака. При этом полная отмывка углекислого газа от газообразного аммиака, выходящего из про мывной колонны на конденсацию, предотвращает попадание углекислого газа в сконденсированный,аммиак, что сохраняет насосы жидкого аммиака от активного их износа и создания предпосылки аварийной обстановки по этой причине..

1191447

Составитель Г.Огаджанов

Редактор Т.Колб Техред М.Кузьма . Корректор А.Зимокосов

Заказ 7081/23 Тирах 383 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.укгород, ул.Проектная, 4