SU1167152A1 - Device for automatic control of ammonia synthesis process - Google Patents

Device for automatic control of ammonia synthesis process Download PDF

Info

Publication number
SU1167152A1
SU1167152A1 SU833646999A SU3646999A SU1167152A1 SU 1167152 A1 SU1167152 A1 SU 1167152A1 SU 833646999 A SU833646999 A SU 833646999A SU 3646999 A SU3646999 A SU 3646999A SU 1167152 A1 SU1167152 A1 SU 1167152A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
gas
detector
column
comparative
output
Prior art date
Application number
SU833646999A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Серго Моисеевич Хаймс
Станислав Михайлович Горбов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1094
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1094 filed Critical Предприятие П/Я А-1094
Priority to SU833646999A priority Critical patent/SU1167152A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1167152A1 publication Critical patent/SU1167152A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА АММИАКА, содержащее последовательно соединенные регул торы и исполнительные механизмы на лини х продувочного газа и подачи воздуха во вторичный риФорминг, хроматограф, включаю11и1Й колонку, соединенную с рабочей камерой детектора, сравнительную камеру детектора, выход которого через усилитель параллельно подключен к блокам пам ти, вычислительное устройство и командный прибор , подключенный к клапанам сброса газа и блокам пам ти, отличающеес  тем, что,, с целью повышени  точности регулировани  соотношени  водорода и азота в газе на входе в колонку синтеза аммиака, оно дополнительно содержит источник эталонного газа, посто нный и регулируемый дроссели, при этом выходы рабочей и срсчвннтсльной камер детектора соединены между собой и подключены к первому клапану сброса газа, вход колонки параллельно подключен к второму клапану сброса и через посто н- Hbul и регулируемый дроссели - к линии газа на входе в колонну синтеза амииака , выход первого блока пам ти св - 3 зан с регул тором подачи воздуха, вы (О ходы второго и третьего блоков пам  С ти подключены к входам вычислительного устройства, выход которого св  зан с регул тором продувочного га за, а источник эталонного газа подключен к входу сравнительной каме1 1 детектора.. о: ел toDEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL PROCESS OF SYNTHESIS OF AMMONIA comprising serially connected regulators and actuators on lines purge gas and air into the secondary reformer chromatograph vklyuchayu11i1Y column coupled with a working detector camera comparative detector chamber, which through an amplifier output is connected in parallel to a memory unit, a computing device, and a command device connected to the gas discharge valves and memory blocks, characterized in that, for the purpose of increasing nor is the accuracy of controlling the ratio of hydrogen and nitrogen in the gas at the inlet to the ammonia synthesis column; it additionally contains a source of reference gas, constant and adjustable chokes, while the outputs of the detector’s working and intermediate chambers are interconnected and connected to the first gas discharge valve, the column inlet connected in parallel to the second relief valve and through constant Hbul and adjustable inductors to the gas line at the entrance to the ammonia synthesis column, the output of the first memory block is connected to the air supply regulator, you ( The moves of the second and third memory blocks are connected to the inputs of the computing device, the output of which is connected to the regulator of the purge gas, and the source of the reference gas is connected to the input of the comparative chamber1 1 of the detector .. o:

Description

1.1 Изобретение относитс  к автоматизации химических процессов и может быть использовано в промышл1енности по производству минеральных удобрений , химической - в системах регулировани  соотношени  компонентов в газовых смес х, в частности в производстве аммиака. Известно устройство дл  регулировани  соотношени  водорода и азота в агрегате синтеза аммиака, содержащее регулирующий клапан подачи воздуха во BTopH4Hbrft риформинг, св занный с регул тором, и термо-кондуктометрический датчик, управл ющий регул тором l . Наиболе.е близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  . устройство дл  автоматического регулировани  процесса синтеза аммиака, содержащее последовательно соединенные регул торы и исполнительные мехштизмы на лини х продувочного газа и подачи воздуха во вторичный риформинг , хроматограф, включающий колонку , соединенную с рабочей камерой де тектора, сравнительную камеру детектора , выход которогочерез уснпитель паргшлельчо подключен к блокам пам ти , вычислительное устройство и ко мандный прибор, подключенный к клапанам сброса газа и блокам пам ти z. Общим недостатком известных устройств  вл етс  невысока  точность поддержани  требуемого соотношени  водорода и азота в газе на входе в колонну синтеза аммиака, так как оно определ ет небольшие изменени  содержани  водорода и азота на урдвне больщих их концентраций в газе. Цель изобретени  - повышение точности регулировани  соотношени  водорода и азота в газе на входе в ко лонну синтеза аммиака. Поставленна  цель достигаетс  тем, что известное устройство дл  автоматического регулировани  процесса синтеза аммиака, содержащее последовательно соединенные регул торы и исполнительные механизмы на лини х продувочного газа и подачи воздуха во вторичный риформинг, хроматограф , включающий колонку, соединенную с рабочей камерой детектора, сравнительную камеру детектора, выход которого через усилитель пара ,плельно подключен к блокам пам ти, вычислительное устройство и команд2 .2 ный прибор, подключенный к клапанам сброса газа и блокам пам ти, дополнительно содержит источник эталонного газа, посто нный и регулируемый дроссели, при этом выходы рабочей и сравнительной камер детектора соединены между собой и подключены к первому клапану сброса газа, вход колонки параллельно подключен к второму клапану сброса и через посто нньй и регулируемый дроссели к линии газа на входе в колонну синтеза аммиака , выход первого блока пам ти св зан с регул тором подачи воздуха, выходы второго, третьего блоков пам ти подключены к входам вычислительного устройства, выход которого св зан с регул тором продувочного газа , а источник эталонного газа подключен к входу сравнительной камеры детектора. Указанна  схема устройства позвол ет измер ть только отклонение от нормы содержани  водорода и азота в газе на входе в колонну синтеза аммиака и по измеренным отклонени м формировать регулирующее воздействие дл  подачи воздуха во вторичный риформинг. При этом существенно улучшаетс  точность поддержани  соотношени  азота и водорода в колонне синтеза, увеличиваетс  выход аммиака и снижаетс  количество непрореагйровавших азота и водорода, перекачиваемых с циркул ционным газом на вход колонны синтеза. На фиг.1 приведена схема устрой-, ства, на фиг.2 - хроматограмма и диаграмма включени  команд, управл ющих клапанами сброса и блоками пам ти. Устройство содержит исполнительный механизм 1 на линии подачи воздуха .во вторичный риформиьг,регул тор 2 подачи воздуха, хроматограф 3, включающий колонку 4, детектор 5 с рабочей и сравнительной камерами и усилитель 6, первый и второй клапаны 7 и 8 сброса, источник 9 эталонного газа, посто нньй и регулируемьй дроссели 1 О и 11, предохранительный клапан 12, первый, второй и третий блоки 13-15 пам ти, командный прибор 16, вычислительное устройство 17 регул тор 18 расхода продувочного газа и исполнительный механизм 19 на продувочного газа. Колонка 4 заполнена сорбентом, обеспечивающим выход компонентов в следующей последовательности: Н, N., Аг, CHj. Источник 9 эталонного газа содержит смесь азота и водорода в требуемом дл  синтеза аммиака соотношении. Устройство работает следующим образом. Первый такт - продувка колонки 4 газом от источника 9. Клапан 7 закрыт , клапан 8 - открыт. Газ от источника 9 .проходит через сравнитель ую камеру детектора, рабочую камеру , колонку 4 и через клапан 8 на сброс. При этом колонка насыщаетс  смесью,азота и водорода с концентра ци ми, соответствующими оптимальном их содержанию в газе на входе колон ны синтеза. Второй такт - измерение отклонен концентраций контролируемых компоне тов от оптимальных. При этом клапан 7 открываетс , а клапан 8 закрываетс . Через сравнительную камеру продолжает протекать газ с оптималь ным соотношением азот - водород на сброс через клапан 7. Через колонку рабочую камеру детектора 5 и клапан 7 будет протекать контролируемый газ. Если в контролируемом газе отношение водорода к азоту больше оптимального , то в рабочую камеру детектора Поступит азотоводородна  смесь с отношением водорода к азоту соответствуюпщм контролируемому газу и через промежуток времени €( от моментаУзакрыти  клапана 8 сигнал выходной детектора изменитс  npoiiop ционально разности концентраций водорода в сравнительной и рабочей камерах (фиг.2). Если в контролируемом газе отношение водорода к азоту меньше оптимального , то выходной сигнал детектора Судет соответствовать кривой 1 на фиг.2. Таким образом измер етс  отклонение отношени  водорода к азоту от оптимального. Крива , представленна  на фиг.2, справедлива при .небольших отклонени х отношени  водорода к азоту от оптимального, когда в колонке не происходит делени  водорода и азота. В любом случае, независимо от отношени  содержани  водорода к азоту , через интервалы времени . и 2j будут на выходе детектора сигналы, пропорциональные содержанию н. контролируемом газе и метана соответственно . В зависимости от содержани  метана и аргона вычислительное устройство 17 и регул тор. 18 формир5тот сигнал на исполнительньй механизм 19, регулирующий величину продувки так,чтобы содержание этих компонеп-. тов соответствовало заданному. Предлагаемое устройство при абсолютно точном приготовлении смеси с оптимальным соотношением водорода и азота (например, путем разложени  аммиака) позвол ет определить оптимальное соотношение с точностью до 1 10 об.%, что соответствует повьш1ению точности измерени  на пор док . Это-позвол ет с большой точностью поддерживать оптимальные соотношени  водорода и азота в колонне синтеза аммиака, в результате чего увеличиваетс  выход аммиака и С1ижаютс  затраты на перекачку непрореагировавшего избыточного компонента в циркул ционном газе1.1 The invention relates to the automation of chemical processes and can be used in the industry for the production of mineral fertilizers, chemical - in the systems for controlling the ratio of components in gas mixtures, in particular in the production of ammonia. A device for regulating the ratio of hydrogen and nitrogen in an ammonia synthesis unit is known, comprising an air supply control valve to BTopH4Hbrft reforming associated with the regulator and a thermo conductometric sensor controlling the regulator l. The closest to the proposed technical essence is. a device for automatic regulation of the ammonia synthesis process, containing successively connected controllers and actuators on the purge gas lines and air supply to the secondary reforming, a chromatograph including a column connected to the detector's working chamber, a comparative detector chamber, the output of which is connected to the steam generator memory blocks, a computing device and a command device connected to the gas relief valves and memory blocks z. A common drawback of the known devices is the low accuracy of maintaining the required ratio of hydrogen and nitrogen in the gas at the inlet to the ammonia synthesis column, since it determines small changes in the content of hydrogen and nitrogen at very high concentrations in the gas. The purpose of the invention is to improve the accuracy of controlling the ratio of hydrogen and nitrogen in the gas at the inlet to the column of ammonia synthesis. The goal is achieved by the fact that the known device for automatic regulation of the process of ammonia synthesis, containing sequentially connected controllers and actuators on the purge gas lines and supplying air to the secondary reforming, a chromatograph including a column connected to the working chamber of the detector, a comparative detector chamber, the output of which through the steam amplifier is connected to the memory blocks, computing device and commands2 .2 device connected to the gas relief valves and the block The memory chamber additionally contains a source of reference gas, constant and adjustable chokes, while the outputs of the working and comparative chambers of the detector are interconnected and connected to the first gas release valve, the column inlet is connected in parallel to the second reset valve and through constant and adjustable chokes to the gas line at the inlet to the ammonia synthesis column, the output of the first memory block is connected to the air supply regulator, the outlets of the second and third memory blocks are connected to the inputs of the computing device, the output of which It is connected to the purge gas regulator, and the source of the reference gas is connected to the input of the comparative detector chamber. The above scheme of the device makes it possible to measure only the deviation from the norm of the content of hydrogen and nitrogen in the gas at the inlet to the ammonia synthesis column and, based on the measured deviations, form a regulating influence for the air supply to the secondary reforming. This significantly improves the accuracy of maintaining the ratio of nitrogen and hydrogen in the synthesis column, increases the yield of ammonia, and decreases the amount of unreacted nitrogen and hydrogen pumped with the circulating gas to the inlet of the synthesis column. Fig. 1 is a schematic diagram of the device; Fig. 2 shows a chromatogram and a diagram of the activation of commands that control dump valves and memory blocks. The device contains an actuator 1 on the air supply line. Secondary reforming, air supply regulator 2, chromatograph 3 including column 4, detector 5 with working and comparative chambers and amplifier 6, first and second valves 7 and 8 of the discharge, source 9 of reference gas, constant and adjustable chokes 1 O and 11, safety valve 12, first, second and third memory blocks 13-15, command device 16, computing device 17, purge gas flow regulator 18 and purge gas actuator 19. Column 4 is filled with a sorbent, providing the output of components in the following sequence: H, N., Ar, CHj. The reference gas source 9 contains a mixture of nitrogen and hydrogen in the ratio required for ammonia synthesis. The device works as follows. The first stroke is purging the column 4 with gas from the source 9. Valve 7 is closed, valve 8 is open. The gas from source 9. Passes through the comparative detector chamber, working chamber, column 4 and through valve 8 to the discharge. In this case, the column is saturated with a mixture of nitrogen and hydrogen with concentrations that correspond to their optimum content in the gas at the inlet of the synthesis column. The second cycle is the measurement of the deviated concentrations of the monitored components from the optimal ones. At this time, the valve 7 opens, and the valve 8 closes. Gas continues to flow through the comparative chamber with an optimal nitrogen – hydrogen ratio for discharge through valve 7. The test chamber of the detector 5 and valve 7 will flow controlled gas through the column. If in a controlled gas the ratio of hydrogen to nitrogen is more than optimal, then a nitrogen-hydrogen mixture with a hydrogen to nitrogen ratio corresponding to the controlled gas will flow into the detector's working chamber and after a period of € chambers (Fig. 2). If in a controlled gas the ratio of hydrogen to nitrogen is less than optimal, then the output signal of the Sudet detector corresponds to curve 1 in Fig. 2. Taki the deviation of the ratio of hydrogen to nitrogen from the optimum is measured. The curve presented in Fig. 2 is valid for small deviations of the ratio of hydrogen to nitrogen from the optimum when no separation of hydrogen and nitrogen occurs in the column. In any case, regardless of the ratio of hydrogen to nitrogen, at intervals of time and 2j will be at the detector output signals proportional to the content of n controlled gas and methane, respectively. Depending on the content of methane and argon, the computing device 17 and the controller. 18 form this signal to the actuator 19, which regulates the amount of purging so that the contents of these components are. Comrade corresponded to the specified. The proposed device with an absolutely accurate mixture preparation with an optimal ratio of hydrogen and nitrogen (for example, by decomposing ammonia) allows determining the optimum ratio with an accuracy of up to 10 10% by volume, which corresponds to an increase in the measurement accuracy by an order of magnitude. This allows maintaining the optimal ratios of hydrogen and nitrogen in the ammonia synthesis column with high accuracy, which results in an increase in the yield of ammonia and C1, and the cost of pumping unreacted excess component in the circulating gas

Сепаратор ЩSeparator U

АТЙ,ATY,

Clfpoc газаClfpoc gas

лl

пP

К1,K1,

L....JL «L .... JL "

FF

,,

КП2 КПЗ KP2 bullpen

CSpK газа.CSpK gas.

шsh

/f2/ f2

/7,/ 7,

/f/ f

WW

Очистка.Cleaning up

от СО и СОзfrom CO and CO2

Конверси  СОConversion SB

кт.kt.

ВторичныйSecondary

fXi pftUHlfXi pftUHl

JLJl

«;“;

/JepBuvHvu/ Jepbuvhvu

fXtpOpHUHlfXtpOpHUHl

ттtt

«г./"City /

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА АММИАКА, содержащее последовательно соединенные регуляторы и исполнительные механизмы на линиях продувочного газа и подачи воздуха во ‘вторичный риформинг, хроматограф, включающий колонку, соединенную с рабочей камерой детектора, сравнительную камеру детектора, выход которого через усилитель параллельно подключен к блокам памяти, вычислительное устройство и командный прибор, подключенный к клапанам сброса газа й блокам памяти, отличающееся тем, что,, с целью повышения точности регулирования соотношения водорода и азота в газе на входе в колонку синтеза аммиака, оно 'дополнительно содержит источник эталонного газа, постоянный и регулируемый дроссели, при этом выходы рабочей и сравнительной камер детектора соединены между собой и подключены к первому клапану сброса газа, вход колонки параллельно подключен к второму клапану сброса и через постоянный и регулируемый дроссели - к линии газа на входе в колонну синтеза амми- Λ ака, выход первого блока ' памяти свя- 5 зан с регулятором подачи воздуха, выходы второго и третьего блоков памяти подключены к входам вычислительного устройства, выход которого связан с регулятором продувочного· газа, а источник эталонного газа подключен к входу сравнительной камеры детектора.DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF THE AMMONIA SYNTHESIS PROCESS, containing sequentially connected regulators and actuators on the purge gas and air supply lines for secondary reforming, a chromatograph including a column connected to the working chamber of the detector, a comparative camera of the detector, the output of which through the amplifier is parallel connected to the blocks memory, computing device and command device connected to gas discharge valves and memory blocks, characterized in that, in order to increase the accuracy of In order to control the ratio of hydrogen and nitrogen in the gas at the inlet to the ammonia synthesis column, it additionally contains a reference gas source, constant and adjustable chokes, while the outputs of the working and comparative chambers of the detector are interconnected and connected to the first gas discharge valve, the column inlet is parallel connected to the second relief valve and through the constant and variable inductors - a gas inlet line column synthesis ammi- Λ aka first output unit 'svya- memory 5 connected to the air supply controller, the second outputs and the third memory blocks are connected to the inputs of the computing device, the output of which is connected to the purge gas regulator, and the source of the reference gas is connected to the input of the comparative chamber of the detector. 1 .11671521 .1167152
SU833646999A 1983-09-23 1983-09-23 Device for automatic control of ammonia synthesis process SU1167152A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833646999A SU1167152A1 (en) 1983-09-23 1983-09-23 Device for automatic control of ammonia synthesis process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833646999A SU1167152A1 (en) 1983-09-23 1983-09-23 Device for automatic control of ammonia synthesis process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1167152A1 true SU1167152A1 (en) 1985-07-15

Family

ID=21083500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833646999A SU1167152A1 (en) 1983-09-23 1983-09-23 Device for automatic control of ammonia synthesis process

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1167152A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент US № 2891821, кл. 23-198, 1959. 2. Авторское евидетельство СССР и 318546, кл. С 01 С Г/04, .1970. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3026184A (en) Sulfur production
US20100198407A1 (en) Air Demand Feedback Control Systems And Methods For Sulfur Recovery Units
US3871831A (en) Process for automated regulation of sulphur production units
US3312529A (en) Chemical process automatic regulating system
SU1069619A3 (en) Method for controlling gas preparation on sulfur production
SU1167152A1 (en) Device for automatic control of ammonia synthesis process
US20060233701A1 (en) Method and apparatus to improve the industrial production of hydrogen-carbon monoxide
US6082398A (en) Device for regulating the flow of gases having substantially different molar masses
US4836999A (en) Method for controlling claus furnace with variable hydrocarbon feed composition
USRE28864E (en) Process and apparatus for automated regulation of sulphur production units
US4040789A (en) Use of the continuous blast furnace gas analysis for supervision and regulation of the blast furnace operation
US4021201A (en) Control system for sulfur process
US3933992A (en) Process for automated regulation of sulfur production units
US5937886A (en) Method and device for delivering a pure gas charged with a predetermined quantity of at least one gaseous impurity to an apparatus
US3985864A (en) Control system for sulfur process
US5008203A (en) Method for the determination of oxygen demand in sulfur recovery installations
US4305918A (en) Purge control for ammonia plant
US3325377A (en) Distillation analysis control process for separating a liquid feed mixture containing low-boiling and high-boiling liquid components
SU1439078A1 (en) Apparatus for automatic control of neutralization process
SU893865A1 (en) Method of ammonia synthesis automatic control
SU1526724A1 (en) Method of automatic control of rectifying tower having inner dephlegmator
SU1409916A1 (en) Gas chromatograph with programming of temperature
SU1088486A1 (en) Gas chromatograph
SU510698A1 (en) Method for automatic adjustment of the flow ratio
RU1809269C (en) Method and device for automatic control of air separation process in cryogenic complex