Способ управления отделением дистилляции в производстве карбамида

 

Изобретение относится к автоматическому управлению отделением дистилляции в производстве карбамида и может быть использовано в промьппленности по производству минеральных удобрений. Целью изобретения является повьшение качества получаемого карбамида за счет обеспечения заданной степени разложения карбамата аммония, Система управления содержит датчик (Д 18 расхода воздуха на входе в колонну синтеза, Д 19 расхода двуокиси углерода на входе в колонну синтеза, Д 20 расхода жидкого аммиака на входе в эжектор, Д 21 давления на выходе колонны дистилляции, Д 22 температуры раствора карбамида на выходе колонны дистилляции, клапан 23 расхода конденсата, вычислительное устройство 24 и регулятор 25. 1 ил. с со (Л со. 00 о ot 00 .J

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСОУБЛИН

А1 (19) (ll) (51) 4 С 07 С 126/02 G 05 D 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ac c -.,-., .-.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:И, К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4081260/24-26 (22) 27.06.86 (46) 07,04.88. Бюл, ¹ 13 (71) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (72) Л.Й.Ляшенко, В,Н,Игнатов, А.С.Виноградов и В.Я,Головин (53) 66,012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1172921, кл. С 07 С 126/02, 1983.

Синева К.Н, и др . Производство карбамида. — М.: Химия, с. 207. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОТДЕЛЕНИЕМ

ДИСТИЛЛЯЦИИ В ПРОИЗ ВОДСТВЕ КАРБАИИДА (57) Изобретение относится к автоматическому управлению отделением дистилляции в производстве карбамида и может быть использовано в промьппленности по производству минеральных удобрений. Целью изобретения является повьпнение качества получаемого карбамида эа счет обеспечения заданной степени разложения карбамата аммония, Система управления содержит датчик (Д) 18 расхода воздуха на входе в колонну синтеза, Д 19 расхода двуокиси углерода на входе в колонну синтеза, Д 20 расхода жидкого аммиака на входе в эжектор, Д 21 давления на выходе колонны дистилляции, Д 22 температуры раствора карбамида на выходе колонны дистилляции, клапан 23 расхода конденсата, вычислительное устройство 24 и регулятор 25, 1 ил, 1386618

2р01 10 6р21 Goo + 9р,26 10 x + 7р65 10 Goo Сж,„

5 30 10 . х — 2,99 10 х,.С„„ „

4 64 10 + 2,41 10 х - 1,90 10 С„, (- 9,38 Ссо хв +

7,77 ° 10 Gco . С, 4р75 Ссор + бр97 10 хв + 5р85 Ссо С«,а

3,95 10 (х } — 2,29 10 х С.,„,„.

io (4) (о

Изобретение относится к автомати" ческому управлению технологическими процессами химической технологии и может быть использовано в промьппленности по производству минеральных удобрений в производстве карбамида, Целью изобретения является повышение качества получаемого карбамида эа счет обеспечения заданной степени разложения карбамата аммония, На чертеже приведена схема реализации данного способа управления.

Газообразная двуокись углерода по трубопроводу 1 и небольшое количество воздуха по трубопроводу 2, смешиваясь, поступают по трубопроводу 3 в колонну 4 синтеза, в которую из зжектора 5 по трубопроводу 6 поступает жидкий аммиак с раствором 2р карбамата аммония, Плав из колонны синтеза, содержащий карбамид, воду, непрореагировавшие аммиак и двуокись углерода, поступает в отпарную колон ну 7 высокого давления, В отпарной 25 колонне иэ плава отгоняются летучие компоненты, которые по трубопроводу

8 поступают в смеситель 9, где смешиваются с рециклическим раствором углеаммонийных солей, поступающих 30 по трубопроводу 10 от отделения дистилляции, вступают в реакцию в карбаматном конденсаторе 11, образуя раствор карбамата аммония, Затем в сепараторе 12 происходит конденсация карбамата аммония, который по трубопроводу 13 направляется в эжектор 5, куда из отделения дистилляции по трубопроводу 14 направляется жидкий аммиак. Неконденсируемые газы АО иэ сепаратора 12 по трубопроводу 15 направляются в колонну 16 дистилляции среднего давления, Жидкая фаза в виде плава, выходящая из нижней части колонны 7, дросселируется и по трубопроводу 17 поступает в верхнюю часть колонны 16 дистилляции, В колонне 16 происходят разложение остаточного карбамата аммония .на аммиак и двуокись углерода за счет тепла подводимого конденсата, а также разделение жидкой и газовой фаз, Газовая фаза по трубопроводу выходит из колонны 16 и поступает на дальнейшую обработку.

Система управления процессом дистилляции состоит из датчиков расхода воздуха 18 на входе в колонну 4 синтеза, двуокиси углерода 19 на входе в колонну 4 синтеза, жидкого аммиака 20 на входе в эжектор 5, давления 21 на выходе из колонны 16 дистилляции, температуры 22 раствора карбамида на выходе колоннь:: 16 дистилляции, воздействующего на клапан

23 расхода конденсата через вычис" лительное устройство 24 и регулятор

25.

Случайный характер возмущающих воздействий, связанных с изменением расхода, состава . плава и газа, поступающих на вход дистилляционной колонны 16, изменяет заданный технологический режим колоннь(, вследствие чего меняется еостав жидкой и газовой фаз на выходе из колонны 16, а следовательно, и состав. раствора углеаммонийных солей, что непосредственно влияет на процесс синтеза карбамида.

Способ управления процессом дистилляции осуществляется следующим образом.

По сигналу от датчика 18 расхода воздуха С„, определяют количество инертов (G, } в неконденсируемых га-. (() зах на выходе сепаратора: G, = 1,1G (1)

По сигналам от датчиков 19,20

Ссв р G определяют покомпонентный

z (1) расход аммиака С,, двуокиси углерода (Ъ) (4)

G„,,воды С,, содержащихся в потоке углеаммонийных солей, поступающих по трубопроводу 10 в смеситель 9:

1386618

1 е 364 xâ Z â

С 0 409 x(! Z + 1 505 Ср.а+ С!о) где Ь вЂ” мольное отношение )!)Н 5: СО на входе в колонну 4 синтеза, 0 — степень (заданная) разложения 25 карбамата аммония в отпарной колонне;

Z — некоторая переменная, определяемая по сигналу от датчиков 18, 19 расхода

1 976 (Ссо. — Gaol) + 0» 9974 G10

1- с(. (1-х,) 0,9974

Далее определяют суммарную степень отгонки летучих компонентов в потоке 35 плава на входе колонны синтеза (0():

40 где P — давление на выходе колонны ди с тилляции;

P — давление паров над ппавом !

7 в колонне дистилляции, определяемое по уравнению

P =ехр 23036135 — — — ——

)465 6 о Э

273+t — 0,3) 7 n „- 1,507 n, - 1,608 n„

50 где t — температура раствора, замеряемая датчиком 22; и, и „n „— концентрации ком5 4 понентов (аммиака, карбамида и воды ) в потоке G

Расход газовой фазы, выходящей по трубопроводу 18 из колонны 16 дистилляции, определяют по выражению где х - заданная степень конверсии двуокиси углерода в карбамид в колонне синтеза.

По сигналам от датчиков 18 - 20

5 упомянутому покомпонентному расходу углеаммонийных солей на входе в смеситель 9 определяют покомпонентный расход потока плава (расход аммиака и! %

G двуокиси углерода Г„,!, карбами!

7 (5) (47 да С„ и воды С,, поступающего по трубопроводу 17 в колонну 16; 0 7 — (0,0085L — 0017+0,774 х 721 17

G = Z(1 х )(1 6)) (5 1

Сп ! (1 — -1 — 1< — —,g g 0 + G

С(С(х ) где 0(-! — заданная степень отгонки аммиака при дросселировании.

Затем осуществляют расчет темпера" туры раствора карбамида на выходе колонны дистилляции:

4 (1 (х)

Ъ где oC — з аданная степень разложения

К. А карбамата аммония в колонне дистилляции.

В вычислительном устройстве 24 осуществляется сравнение найденного значения температуры с сигналом от датчика 22 и, если результаты сравнения больше допустимой разницы, осуществляется коррекция установки регулятора температуры, изменяющего расход конденсата в теплообменник колонны 16 дистилляции.

Использование данного спосвба позволяет улучшить качество получаемого карбамида эа счет обеспечения заданной степени разложения карбамата аммония.

Формула изобретения

Способ управления отделением дистилляции в производстве карбамида, содержащим колонну синтеза, сепаратор, карбаматный конденсатор со смесителем, отпарную колонну и колон" ну дистилляции среднего давления, включающий регулирование температуры раствора карбамида на выходе колонны дистилляции изменением подачи конденсата в нее, измерение расходов воздуха и двуокиси углерода на входе колонны синтеза, расхода жидкого аммиака на входе эжектора и давления на выходе колонны дистилляции, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества получаемого карбамида за счет обеспечения заданной степени разложения карбамата аммония, по расходу воздуха определяют количество инертов в неконденсируемых газах на выходе сепаратора, по расходам двуокиси углерода,жидкого аммиака и заданной степени конверсии двуокиси углерода в

1386618

Составитель Г.Огаджанов

Техред М.Ходанич

Редактор Н.Гунько

Корректор Л Пилипенко

Заказ !468/29

Тираж 370 Подписное

В!!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская араб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 карбамид в колонне синтеза определяют покомпо нентный р а сход потока у глеаммонийных солей на входе смесителя, по расходам воздуха, двуокиси углерода, жидкого аммиака, покомпонентному расходу потока углеаммонийных солей на входе смесителя, заданной степени конверсии двуокиси углерода в карбамид в колонне синтеза, 10 ( заданной степени разложения карбамата аммония в отпарной колонне и мольному отношению расходов аммиака и двуокиси углерода на входе колонны синтеза определяют покомпонентный расход потока плава на входе колонны дистилляции, по температуре Раствора . карбамида на выходе колонны дистилляции и концентрациям компонентов потока плава на входе колонны дис- 20 тилляции определяют давление паров над плавом в колонне дистилляции, IIQ давлению на выходе колонны дистилляции и давлению паров над плавом в колонне дистилляции определяют суммарную степень отгона летучих компонентов в потоке плава на входе колонны дистилляции, по покомнентному расходу потока плава на входе колонны дистилляции, заданной степени отгона аммиака при дросселировании, суммарной степени отгона летучих компонентов в потоке плава на входе колонны дистилляции и количеству инертов в неконденсируемых газах на выходе сепаратора определяют расход газовой фазы на выходе колонны дистилляции, по покомпонентному расходу потока плава на входе колонны дистилляции, расходу газовой фазы на выходе колонны дистилляции и заданной степени разложения карбамата аммония в колонне дистилляции определяют заданное значение температуры раствора карба:ида на выходе колонны дистилляции, сравнивают

его с текущим, значением температуры и при превышении величины отклонения допустимого значения корректируют подачу конденсата в колонну дистилляции.