SU1108089A1 - Способ управлени процессом получени мочевины - Google Patents

Abstract

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНЫ путем регулировани  давлени  во второй зоне синтеза изменением количества плава, выводимого из системы, регулировани  температуры в первой и вторюй зонах теза изменением температуры и/или расхода жидкого аммиака, подаваемого в эти зоны, отличающийс   тем, что, с целью снижени  энергозатрат на сжатие и подогрев исходных реагентов, температуру в первой зоне синтеза регулируют в зависимости от давлени  в ней, а давление в этой зоне синтеза регулируют в зависимости от суммарного расхода аммиака , двуокиси углерода и раствора углеаммонийных солей, подаваемых в нее.

Description

00

о

00

со

Изобретение относитс  к автоматическому управлению технологическими процессами, в частности процессом получени  мочевины, и может быть исползовано в химической промышленности.

Известен способ управлени  процес сом получени  мочевины путем стабилизаххии температуры в зоне синтеза именением температуры и/или количества подаваемого в первую зону жидкого аммиака и стабилизации давлени  в

зоне синтеза ClJИзвестен также способ управлени  процессом получени  мочевины путем регулировани  давлени  в первой и втрой зонах синтеза изменением количес ва плава, выводимого из системы, регулировани  температуры в первой зоне синтеза изменением температуры жидкого аммиака, подаваемого в первую зону, и регулировани  температуры во второй зоне синтеза изменением расхода жидкого аммиака, подаваемого во вторую зону 2,

Недостаток известных способов управлени  заключаетс  в том, что при их использовании имеют место значительные энергозатраты на сжатие и подогрев исходных реагентов. Фиксирование величины температуры и давлени  в первой зоне синтеза обеспечивают достаточную эффективность процёсса лишь при некотором, также фиксированном значении нагрузки по исхоному ,сырью. Так, при повышении нагруки в этом случае снижаетс  степень превращени  СО в мочевину на выходе из системы синтеза и соответственно возрастаютэнергозатраты в системе рекуперации непрореагировавших веществ . При снижении же нагрузки (по -сравнению с номинальной) часть энергозатрат на сжатие сырь  до давлени  первой зоны синтеза становитс  неоправданной , так как достаточно высокие степени превращени  в этой зоне могут быть достигнуты при давлении ниже заданного,

Целью изобретени   вл етс  снижение энергозатрат на сжатие и подогрев исходных реагентов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу температуру в первой зоне синтеза регулируют в зависимости от давлени  в ней, а давление в этой зоне синтеза регулируют в зависимости от суммарного расхода аммиака, двуокиси углерода и раствора углеаммонийных солей, подаваемых в нее.

Дл  расчета оптимального значени  .давлени  (Р, кгс/см) в первой зоне синтеза при различных нагрузках на узел синтеза получено эмпирическое соотношение Р 200+330 1-ехрО, 0364 (57,- а

где ,Q(.Q /QYAC массовые скорости

подачи аммиака углекислого газа HV углеаммонийных солей в первую зону синтеза, га/ч; V - реакционный объем первой зоны синтеза , м.

Степень конверсии СО в мочевину, достигаема  на выходе из блока синтеза , при таком давлении в первой зоне близка к равновесному значению, если давление и температура второй зоны синтеза соответственно составл ют Р 180-200 кгс/см и t 180 IQOC .

Дл  расчета оптимальной температуры (°С) первой зоны синтеза в зависимости от давлени  Р (кгс/см) в этом аппарате получено соотношение

t 158 + V15,4 2691 (

На чертеже представлена схема, по сн юща  предлагаемый способ управлени .

В первую зону 1 синтеза подают свжий аммиак насосом 2 через подогреватели 3, двуокись углерода от компрессора 4 и рециркулируемый на синтез УЛС насосом 5. Плав синтеза мочевины поступает из первой зоны синтеза во вторую зону 6, куда насосом 7 подают аммиак. Регулирование давлени  в первой зоне синтеза осуществл ет ргул тор 8 воздействием на клапан 9. Задание регул тору В давлени  формирует вычислительный блок 10, на который от расходомеров 11-13 поступают сигналы дл  расчета оптимальног давлени  в первой зоне синтеза. Регулирование температуры в первой зон осуществл ют регул тором 14, который корректирует задание регул тору 15 температуры жидкого аммиака,подаваемого в первую зону синтеза. Последний с помощью клапана 16 измен ет подачу греющего пара в подогреватель 3.

Корректирующее воздействие дл  регул тора 14 температуЕйл формируетс  вычислительным блоком 17 в зависимости от фактического значени  давлени  в аппарате первой зоны синтеза. Стабилизаци  давлени  в аппарате второй зоны осуществл етс  регул тором 18, воздействующим на клапан 19. Стабилизаци  температурного режима второй зоны синтеза достигаетс  с помощью регул тора 20,измен ющего подачу жидкого аммиака во вторую зону синтеза воздействием на байпасный клапан 21 насоса 7.

Вычислительные блоки Ю и 17 формируют выход: ные сигналы,  вл ющиес  задани ми регул торам 8 и 14 соответственно , согласно уравнени м (1) и (2) .

Способ осуществл ют следующим образом . При изменении нагрузки на узел синтеза, например, при ее увеличении и соответствующем уменьшении времени пребывани  реакционной смеси в первой и второй зонах синтеза степень конверсии исходных веществ на выходе из блока синтеза начинает понижатьс  Сигнал о повышении нагрузки от датчиков расхода 11-13 поступает на вы числительный блок 10, который повышает величину задающего воздействи  регул тору 8 давлени  в первой зоне, вследствие чего повышаетс  давление в первой зоне. Сигнал о повышении давлени  в первой зоне поступает на вычислительный блок 17, увеличивающий при этом величину задани  регул тору 14 температуры первой зоны 14, который повьйаает температуру первой зоны синтеза за счет коррекции задани  регул тору 15 температуры жидкого ам миака, увеличивгиощему при этом расход греющего пара в подогреватель 3. :При повышении температуры и давлени  в первой зоне синтеза степень конверсии в этой зоне возрастает настол ко, что степень конверсии во второй зоне приближаетс  к равновесному зна чению. Таким образом, форсирование параметров процесса в первой зоне компенсирует возможное снижение степени конверсии вследствие снижени  времени пребывани  реакционной смеси в узле синтеза при увеличении нагрузки и обеспечивает существенное увеличение удельной производительности узла синтеза. Аналогично при понижении нагрузки снижаетс  давление и температура первой зоны синтеза до уровн , при котором степень конверсии в узле синтеза сохран ет еще значение, близкое к равновесному , что достигаетс  вследствие увеличени  времени пребывани  в узле синтеза. В результате снижени  в первой зоне температуры и давлени  уменьшаетс  расход энергоресурсов на сжатие и подогрев исходных реагентов . Предлагаемый способ управлени  может быть осуществлен в нескольких вариаутах . Сигнал, фиксирующий изменение суммарного расхода исходных реагентов, может одновременно использоватьс  дл  коррекции заданий обоим локальным регул торам давлени  и температуры. Можно также использовать этот сигнал дл  коррекции задани  одному из регул торов (например давлени  или температуры ) , а задани  второму регул тору (соответственно температуры или давлени ) корректировать в зависимости от параметра, измененного первым регул тором. Предлагаемый способ управлени  за счет оптимизации параметров позвол ет вести процесс с минимальными энергозатратами на сжатие и подогрев исходных реагентов при различных нагрузках агрегата.

/4

16

В

/7

/pVM

.

VM

to

е 1.1111I Ч X

16

fJap

1

СОг растборУ С NHi

/

/

Claims (1)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ МОЧЕВИНЫ путем регулирования давления во второй зоне синтеза изменением количества плава, выводимого из системы, регулирования температуры в первой и второй зонах син* теза изменением температуры и/или расхода жидкого аммиака, подаваемого в эти зоны, отличающийс я тем, что, с целью снижения энергозатрат на сжатие и подогрев исходных реагентов, температуру в первой зоне синтеза регулируют в зависимости от давления в ней, а давление в этой эоне синтеза регулируют в зависимости от суммарного расхода аммиака, двуокиси углерода и раствора углеаммонийных солей, подаваемых в нее.