SU1350112A1

SU1350112A1 - Способ автоматического регулировани процесса синтеза аммиака

Info

Publication number: SU1350112A1
Application number: SU853950151A
Authority: SU
Inventors: Владимир Викторович Лымарев; Григорий Захарович Ермоленко; Николай Андреевич Нидченко
Original assignee: Предприятие П/Я А-1094
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1985-06-03
Publication date: 1987-11-07

Abstract

Изобретение относитс к автоматизации производства аммиака, позвол ет повысить производительность процесса и может быть использовано в химической промышленности. Система управлени содержит датчики (Д) 13- 18 расходов соответственно природного газа, основного и дополнительного воздуха, свежего, циркул ционного и продувочного газов, Д 19 содержани метана в свежем газе, Д 20 содержани метана и водорода в циркул ционном газе, Д 21 давлени циркул ционного газа, Д 22 и 23 температуры вторичной и первичной конденсации аммиака , подключенные к вычислительному устройству 30, выход которого соединен с регул торами 27, 28 и 29 природного газа, основного и дополнительного воздуха. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. оо сд ю

Description

113

Изобретение относитс к автоматизации производства аммиака и может быть использовано в химической, нефтехимической промышленности и промышленности по производству минерапь- ных удобрений.

Целью изобретени вл етс повьппе- ние производительности процесса за счет повышени точности поддержани заданного соотношени водорода и азота на входе в колонну синтеза.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа

Схема содержит потоки 1 и 2 природного газа и пара, конверторы 3 и 4 метана первой и второй ступеней, потоки 5 и 6 основного и дополнительного воздуха, стадию 7 очистки газа, поток 8 циркул ционного газа, аппараты 9 вторичной конденсации аммиака, колонну 10 синтеза, аппараты 11 вторичной конденсации аммиака, потока 12 танковых и продувочных га

зов, датчики 13-18 расходов соответственно природного газа, основного и дополнительного воздуха, свежего, циркул ционного и продувочного газов , датчик 19 содержани метана в свежем газе, дат.чик 20 содержани метана и водорода в циркул ционном газе, датчик 21 давлени циркул ционного газа, датчики 22 и 23 температуры вторичной и первичной конденсации аммиака, исполнительные механизмы 24-26 на потоках природного газа, основного и дополнительного воздуха, регул торы 27-29 природного газа, ос- новного и дополнительного воздуха и вычислительное устройство 30.

Способ осуществл ют следующим образом .

Сигналы с датчиков 13-23 поступают в вычислительное устройство 30. В вычислительном устройстве 30 по расходам природного газа (Q ) ,, основного и дополнительного воздуха (Q go Q „ ) и содержанию метана в свежем газе (У рассчитываетс сооткоа ение водорода и азота в свежем газе в текущем моменте времени c{c(t).

of(,(t) К(1-К2 М,

100)

се Q По давлению циркул ционного газа

во- Qe. (Рц), температурам первичной и вто- ричной конденсации ( t2K) расходам свежего, продувочного и циркул ционного газов (QC;B пр QK ° держанию метана в свежем и циркул

t

5

0

5

0

5

0

5

122

ционном газах (i cR и,- подородп в циркул ционном газе (у„ ) вычисл ют соотношение водорода и азота в циркул ционном газе - o/(t)

c(t) f(P, t,, t,, Q

Qnp Q,,. MCB M, «u.

Определ ют состаьл ющую управл ющего сигнала по возмущению U j(t) как разность между величиной управл ющего сигнала в предьщущем моменте времени ft;- (ь-Т)и разностью соотношений водорода и азота в свежем газе в текущем t« (..(t)J и предыдущем « c(t-T) моментах времени

Vg(t) C;(t-T) - Ы(1) - - (t-T).

Далее прогнозируют первую величину изменени соотношени водорода и азота в циркул ционном газе

40, К Lf(t),

где коэффициент.

Вторую и третью величины ни соотношени водорода и азота в циркул ционном газе прогнозируют по выражени м

f (Ь-КТ) - ol(t-KI-T )}-tw/20T) - w (кт);

4с/э (t-2T) + ) ,

где (20T) и W(KT) - коэффициенты; tf(t-2T) , Lf Ct-T) - составл ющие

управл ющего сигнала по отклонению в предыдущие моменты времени

Далее прогнозируют значение соотношени водорода и азота в циркул ционном газе (a f)

с/п - of{) - 4о 4 4 Составл ющую управл ющего сигнала по отклонению вычисл ют уравнением

(t) ( - („) : Ко ,

где o/j- заданное значение соотношени водорода и азота в циркул ционном газе. Величину управл ющего сигнала в

текущем моменте времени вычисл ют по

уравнению

) (gCt) + 4 (f(t) - 3 (/(t-2T)

Необходимое изменение расхода воздуха (dQj рассчитывают по уравнению

Q эс + Q 8D

1 +

QnrK,(t-K2 Mc6: lOOT QBO Q«.- (t)Это рассчитанное изменение расход воздуха суммируетс с текущим значением расхода дополнительного воздуха и провер етс условие

Qrr- Qa-QsB :г,

где Q минимальное и максимальное значени расхода дополнительного воздуха. Если это условие удовлетвор етс , то измен етс расход дополнительного воздуха на величину дОд, в противном случае, расход дополнительного воздуха устанавливаетс на значении

/P.MUK„ MrtkCvWga + и gjrj ; : /, а расход основного воздуха равен

р. p.wqKC

- gn х&д

Q«o Qfto + Q. + Q

ьо

При достижении расхода воздуха своего верхнего предельного значени расход природного газа на технологию устанавливают на значении

Qnr Qnr+ (Qgo+ QBD K/I-K M./IOO)

Предлагаемый способ позвол ет поддерживать соотношение водорода и азота на входе в колонну синтеза с точностью +0,05, что в свою очередь позвол ет повысить выработку аммиака

Claims

1. Способ автоматического регулировани процесса синтеза аммиака путем изменени расхода воздуха в конвертор метана второй ступени в зависимости от расхода природного газа на технологию, составов свежего и циркул ционного газов, расходов свежего и продувочных газов, температур первичной и вторичной конденсации аммиака и регулировани расхода природного газа на технологию, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности процесса, дополнительно измер ют расход и давление циркул ционного газа по расходам природного газа и воздуха и содержанию метана в свежем газе, вычисл ют соотношение водорода и азота в свежем газе в текущем и предыдущих моментах времени, по расходам свежего.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

продувочного и циркул ционного газов, температурам первичной и вторичной конденсации, давлению циркул ционного газа, содержанию метана в свежем и циркул ционном газах и водорода в циркул ционном газе вычисл ют соотношение водорода и азота в циркул ционном газе, определ ют составл ющую управл ющего сигнала по возмущению как разность между величиной управл ющего сигнала в предыдущем моменте времени и вычисленной разностью соотношений водорода и азота в свежем газе в текущем и предьщущем моментах времени, по составл ющей управл ющего сигнала по возмущению прогнозируют первую величину изменени соотношени водорода и азота в циркул ционном газе, по вычисленным соотношени м водорода и азота в свежем газе в предыдущих моментах времени прогнозируют вторую величину изменени соотношени водорода и азота в циркул ционном газе, по составл ющей управл ющего сигнала по отклоне- ,нию в предыдущие моменты времени прогнозируют третью величину изменени соотношени водорода и азота в циркул ционном газе, прогнозируют значение соотношени водорода и азота в циркул ционном газе как сумму вычисленного соотношени водорода и азота в циркул ционном газе и трех прогнозных величин изменени соотношени водорода и азота в циркул ционном газе, вычисл ют составл ющую управл ющего сигнала по отклонению пропорционально отклонению прогнозного значени соотношени водорода и азота в циркул ционном газе от заданного значени , по составл ющей управ- л ющег о сигнала по возмущению и составл ющей управл ющего сигнала по отклонению в текущем и предыдуш 1Х моментах времени, вычисл ют величину управл ющего сигнала в текущем моменте времени и корректируют расход воздуха в конвертор метана вто- рой ступени обратно пропорционально вычисленной величине управл ющего сигнала в текущем моменте времени.

2. Способ поп.1,отличаю- щ и и с тем, что при подаче воз- духа по основному и дополнительному потокам по вычисленной величине управл ющего сигнала в текущем моменте времени определ ют,требуемое изменение расхода воздуха, суммируют

его со значением текущего расхода воздуха по дополнительному потоку, сравнивают эту сумму с нижним и верхним предельными значени ми и при достижении вычисленной суммой предельных значений устанавливают расход воздуха по дополнительному потоку на среднем значении, а расход воздуха по основному потоку измен ют пропорционально установленному значению расхода воздуха по дополни1350112

тельному потоку и требуемому изме

нению расхода воздуха.

3, Способ по п.1, отличаю щ и и с тем, что при достижении расходом воздуха своего верхнего предельного значени уменьшают расход природного газа на технологию пропорционально вычисленной величине управл ющего сигнала в текущем моменте времени.