SU1520005A1 - Способ управлени процессом десульфуризации катализатора конверсии оксида углерода при параллельно работающих производствах аммиака - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматизации химико-технологических процессов, может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений, в химической промышленности при автоматизации производства аммиака и позвол ет снизить удельный расход природного газа и энергоресурсов. Способ предусматривает управление процессом десульфуризации в одном из параллельно работающих производств аммиака, подачу пара и топлива в подогреватель первого агрегата природного газа на второй агрегат и подачу потока конвертированного газа после отделени  вторичного риформинга второго агрегата в отделение конверсии оксида углерода первой ступени первого агрегата при измеренных значени х температуры конвертированного газа после отделени  первичного риформинга второго агрегата и концентрации метана в конвертированном газе на выходе отделени  вторичного риформинга второго агрегата меньше верхних граничных значений, а также подачу в подогреватель первого агрегата в заданном соотношении потоков водородсодержащего отход щего газа и азотоводородной смеси с выхода второго агрегата в противном случае. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматизации химико-технологических процессов и может быть использовано в про- мьшленности по производству минеральных удобретний и в химической про - мьшшенности при автоматизации производства аммиака.

Целью изобретени   вл етс  снижение удельного расхода природного газа и энергоресурсов.

На чертеже представлена принципиальна  схема реализации предлагаемого « способа.

Технологическа  схема двух агрегатов синтеза аммиака и система управлени  ими содержат отделени  } и 2 се  роочистки с подогревател ми 3 и 4, отделени  5-8 соответств-енно первичного и вторичного риформинга с котлами-утилизаторами 9 и 10, отделени  И и 12 и 13 и 14 соответственно первой и второй ступени конверсии оксида углерода, стадии 15,16 и 17, 18 соответственно очистки и метани- ровани , стадии 19 и 20 конвертировани , стадии 21 и 22 синтеза аммиасл

ка, датчики 23 - 27 расхода соответственно природного газа на второй агрегатj пара в подогреватель 3 первого агрегата, конвертированного газа после вторичного риформинга 8 второго агрегата в отделение 11 первой ступени конверсии оксида углерода первого агрегата, водородсодержаще- го отхода производства в подогрева- тель 3 первого агрегата азотоводо- родной смеси с второго агрегата и водородсодержащего отхода производст уксусной кислоты и метанола в подогреватель . 3, датчик 28 температуры парогазовой смеси после подогревател  3, датчик 29 температуры парогазовой смеси на выходе отделени  11 первой ступени коьшерсии углерода первого агрегата, датчик 30 тем- пературы конвертированного газа пос- ле отделени  6 первичного риформинга второго агрегата.

Схемы также содержат датчик 31 концентрации метана в конвертирован- ном газе на вьтходе отделени  8 вторичного риформинга второго агрегата, датчик 32 концентрации серы в парогазовой смеси после отделени  1 1 певой ступени конверсии оксида углеро- да первого агрегата, регул торы 33 - 36 расхода соответственно природного газа на второй агрегат, пара в подогреватель 3 первого агрегата, конвертированного газа после вторичного риформинга второго агрегата в отделение 11 первой ступени конверсии сксида углерода первого агрегата , азотоводородной смеси с второго агрегата в подогреватлеь 3 первого агрегата, регул тор 37 температуры газа на выходе отделени  11 первой ступени конверсии оксида углерода , регул тор 38 температуры парогазовой смеси на выходе подогревател  3, логическое устройство 39 с запоминанием, логические устройства 40 и 41.

Кроме того, схемы содержат регулирующие клапа 1Ы подачи природного газа 42 на второй агрегат, подачи пара 43 и 44 в подогреватель 3 подачи топливного газа 45 в подогревтель 3, подачи конвертированного газа 46 по байпасной Линии мимо котла- утилизатора 10 с конвертора метана второй ступени на выход отделени  8 вторичного риформинга второго агрегата , подачи конвертированного газа

-

5

0

5

0

5

47 и 48 после отделени  8 вторичного риформинга второго агрегата в отделение 11 первой ступени конверсии оксида углерода первого агрегата, подачи водородсодержащего отхода производства 49 в подогреватель 3, подачи азотоводородной смеси 50 и 51 с второго агрегата в подогреватель 3, подачи управл ющего воздействи  52 с регул тора 37 на регулирующий клапан 46i подачи сигнала корректирующего воздействи  53 с датчика 25 расхода конвертированного газа на регул тор 34 расхода пара, подачи сигнала корректирующего воздействи  54 с датчика 27 расхода азотоводородно-й смеси и водородсодержащего отхода производства на регул тор 34 расхода пара и запорные вентили 55 и 56 подачи природного газа на первьй и второй агрегаты синтеза.

Способ осуществл ют следующим образом.

Пусть первый агрегат не работает (запорный вентиль 55 закрыт) и в этом агрегате необходимо провести процесс десульфуризации катализатора в отделении 11 первой ступени конверсии оксида углерода, а второй агрегат работает по обычной схеме (запорный вентиль 56 открыт), вырабатыва  продукционны,-аммиак. В этом случае открьшают вентиль подачи пара десульфуризации, который направл етс  через регулирующие клапана 43 и 44 в подогреватель 3 первого агрегата . При этом клапан 44 открыт нулевым сигналом от логического устройства 41 , так как на его вход поступают нулевые сигналы от датчика 29 и 32, свидетельствующие о том, JITO темпера- Гура парогазовой смеси после отделени  11 первой ступени конверсии оксида углерода менее , а концентраци  в этой же смеси более 0,5 мг/м. Расход пара в подогреватель 3 измер етс  датчиком 24 расхог да пара. Сигнал . расхода пара поступает на регул тор 34 расхода пара-, - который непосредственно управл ет степенью открыти  клапана 43.

Одновременно сигнал расхода пара в подогреватель 3 с датчика 24 поступает на логическое устройство 39, на которое направл ютс  и сигналы от датчиков 30 и 31. При подаче единичных сигналов наличи  расхода пара в

5 ,

подогреватель 3 от датчика 24, а также единичных сигналов от датчика 30 температуры конвертированного газа ни выходе отделени  6 первичного риформинга 6, свидетельствующего о том, что она ниже 830°С и датчика 31 , свидетель1ствую1дего о том, что концентраци  метана в конвертиро ванном газе после отделени  вторичного риформинга 8 ниже 0,5 об.%, на логическое устройство 39, последнее отработает еднничкьй выходной сигнал на открытие регулирующего клапана 47 подачи конвертированного газа с второго агрегата в отделение 11 первой ступени конверсии оксида углерода первого агрегата, необходимого в смеси с паром дл  проведени  процесса десульфуризаи ии катализатора.

Расход конвертированного газа с второго агрегата на конвертор отделени  первой .ступени оксида углерода регулируетс  с помощью датчика 25 расхода, сигнал с которого поступает на регул тор 35 расхода, управл ющий степенью открыти  клапана 48.

Одновременно с датчика 25 расхода конвертированного гата на регул тор 33 расхода природного газа поступает корректирующий сигнал. Регул тор 33 отработает воздействие на клапан 42, который увеличит подачу природного газа на второй агрегат. Это позволит обеспечить проведение процесса десульфуризации без снижени  производительности второго агрегата. Единичный сигнал с логического устройства 39 откроет, кроме того, регулирующий клапан 52 подачи управл ющего воздействи  с регул тора 37 на клапан 46 и регулирующий клапан 53 подачи корректирующего воздействи  с датчика 25 расхода конвертированного газа на регул тор 34 расхода пара.

Это обеспечит Tpe6yeNBjie соотношени  парггаз на входе отделени  II первой ступени оксида углерода путем подачи корректирующего воздействи  с атчика 25 расхода конгаза через клаан 53 на регул тор 34 расхода пара и температуру парогазовой смеси на ыходе отделени  11 первой ступени онверсии углерода оксида за счет атч ика 29 температуры регул тора 37, правл ющего, степенью открыти  клапаа 46.

Требуема  температура пара после одогревател  3 обеспечиваетс  датчи 200036

коМ 28 температуры, регул тором 38, которьп измен ет степень открыти  клапана 45 подачи топливного газа Б подогреватель 3 первого агрегата,

При достижении концентрации серы в парогазовой смеси на выходе отделени  1 первой ступени конверсии оксида углерода менее 0,5 мг/м, .Q а температуры парогазовой смеси на выходе этого же отделени  более , что измер етс  с помощью датчиков 32 и 29 процесс десульфуризации заканчиваетс . Датчики 29 и 32 выдадут в J5 этом случае на логическое устройство 41 единичные сигналы которое отработает так же единичный выходной сигнал на закрытие регулирующего клапана 44 подачи пара. : акрьшают в этом случае 20 и запорный вентиль подачи пара подогревател  3 и вентиль подачи топлив ного газа в подогреватель (не показано ).

Проведение процесса таким образом 25 требует применени  логического устройства 40, которое отработает на выходе нулевой сигнал на закрытие регулирующих клапанов 49 и 50 пбда- чи водородсодержащего отхода пронэ- 3Q водства и азотоводородаой смеси и клапана 54 подачи корректирующего воздействи  с датчика 27 расхода на регул тор 34 расхода пара.

В случае, если в первичном и вторичном рифорМинГах катализатор не- достаточло активен, что может произойти в процессе его старени  (срабатывани ) ,, увеличение нагрузки по природному газу может привести к увели- дА ченик температуры .конвертированного гАза на вьгходе отделени  6 первичного риформинга выше 830 G кли концент- рации метана в конвертированном газе после отделени  8 вторичного рифор-г де минга - выше 0,5 об.%. Это зафиксируют соответственно датчики 30 и 31 и вьдадут нулевые cигнaJ ы на логическое устройство 39, При подаче на него хот  бы одного нулевого сигна- сп ла на выходе запоминаетс  и отрабатываетс  также нулевой выходной сигнал на закрытие регулирующих клапанов 47, 32 и 53./

В результате конвертированный газ с .орого arpei aTa на первый не по- дас ге . Отсутствует управление регулирующим клапаном 46 от регул тора 37, а также подача сигнала корректирующего воздействи  с датчика 25

35

55

на регул тор 34 расхода пара.: Однако логическое устройство АО отработает единичньп1 выходной сигнал, на открытие регулирующих клапанов 49 и 50 подачи водородеодержагцего oтkoдa производств и азотоводородной смеси второго агрегата, -откроетс  и Ллапан 54 подачи сигнала корректирующего воэдейс Ви  от датчика 27 расхода ука занных потоков на регул тор 34 рай- хода пара. При этом температура парогазовой смеси на выходе подогревате - л  3 регулируетс  с помощью датчика 28 температуры регул тора 38, управ- л ющего степенью открыти  клапана 45, а требуемое соотношение пар:газ на входе отделени  11 первой ступени конверсии оксида углерода обеспечиваетс  подачей сигнала корректирующего воздействи  с датчика 27 расхода даодо родсодержащего отхода производств и азотоводородной смеси второго агрега- та. Требуемый расход азотоводородной смеси с второго агрегата зависит от количества водородсодержащего отхода производств. Поэтому регулирование азофоводородной смеси с второго агрегата осуществл етс  по расходу водородсодержащего отхода произ- -водств с помощью датчика 26 этого расхода, регул тора 36, управл ющего степенью открыти  клапана 51 подачи азотоводородной смеси. Регулирование расхода пара в подогреватель 3 и окончание процесса десульфуриза- ции осуществл етс  аналогично первому варианту,

Аналогично можно рассмотреть проведение провесса десульфуризации при- менительно к второму агрегату, учитыва , что пон ти  первый и второй агрегаты чисто условны.

Применение предлагаемого способа позвол ет повысить эффективность про- цесса разогрева, десульфуризации катализатора и его восстановление, плавное регулирование температуры процесса . Его использование исключает, необходимость пуска стадий сероочист- ки и риформинга, что приводит к снижению затрат природного газа и энергоресурсов на пуск производства аммиа- g:a. Он позвол ет провести эти операции параллельно с ежегодным остано- вочным капитальньм ремонтом агрегата что в конечном итоге позвол ет увеличить производительность установки на 5000 т/г.

Форму jt а н -  о бреге НИН

(Способ управлени  процессом десульфуризации катализатора конверсии оксида углерода при паоаллельно работающих производствах аммиака, включающий регулирование расхода природного газа на второй агрегат, расхода конвертированного газа по байпасной линии мимо котла-утилизатора , отделени  вторичного риформинга второго агрегата и измерение температуры парогазовой смеси на выходе отделени  конверсии оксида углерода первой ступени первого агрегата и концентрации серы в этой парогазовой смеси, температуры конвертированного газа после отделени  первичного риформинга второго агрегата и концентрации метана в конвертированном газе на выходе отделени  вторичного риформинга второго агрегата, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью снижени  удельного расхода природного газа и энергоресурсов, подают пар в подогреватель первого агрегата, измер ют и регулируют температуру этого пара на выходе подогревател  первого агрегата изменением подачи ТОПЛ1ФНОГО газа в этот подогреватель сравнивают измеренные значени  температуры кг)нвертйрованного газа после отделени  первичного риформинга второго агрегата и концентрации метана в конвертированном газе на выходе отделени  вторичного риформинга второго агрегата с верхними граничными значени ми и при значени х измерени  температуры и кон- .центрации метана меньше верхних граничных значений подают поток конвертированного газа после отделени  вторичного риформинга второго агрегата в отделение конверсии оксида углерода первой ступени первого агрегата, регулируют расходы природного газа на второй агрегат и пара в подогреватель первого агрегата пр мо пропорционально расходу этого потока и регулируют температуру парогазаовой смеси на выходе отделени  конверсии оксида углерода перчой ступени первого агрегата изменением подачи конвертированного газа по байпасной линии мимо котла- утилизатора отделени  вторичного риформинга второго агрегата, при измеренных значени х температуры конвертированного газа после отделени  перВИГЧНОГО риформннга второго агрегата или концентрации метана в конвертированном газе на выходе отделени  вторичного риформинга второго агрегата больше верхних граничных значений подают в подогреватель первого агрегата в заданном соотношении потоки водородсодержащего отход щего газа и азотоводородной смеси с выхода второ- го агрегата и корректируют подачу пара в подогреватель первого агрегата в зависимости от суммарного расхода эти водородсодержащих потоков, сравнивают измеренные значени  температуры паро- газовой смеси на выходе отделени  конверсии оксида углерода первой ступени первого агрегата с верхн1-гм граничным значением и концентрации серы в этой парогазовой смеси с нижним граничным значением и по достижении измеренных значений температуры парогазовой смеси на выходе отделени  конверсии оксида углерода первой ступени перп вого агрегата верхнего граничного значени  и концентрации серы в этой парогазовой смеси нижн:его граничного значени  пpeкpaD aют подачу пара и топливого газа в подогреватель первого агрегата.

Ш-§ЧЗ-§%§

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ управления процессом десульфуризации катализатора конверсии оксида углерода при параллельно работающих производствах аммиака, включающий регулирование расхода природного газа на второй агрегат, расхода конвертированного газа по байпасной линии мимо котла-утилизатора, отделения вторичного риформинга второго агрегата и измерение температуры парогазовой смеси на выходе отделения конверсии оксида углерода первой ступени первого агрегата и концентрации серы в этой парогазовой смеси, температуры конвертированного газа после отделения первичного риформинга второго агрегата и концентрации метана в конвертированном газе на выходе отделения вторичного риформинга второго агрегата, о т’л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения удельного расхода природного газа и энергоресурсов, подают пар в подогреватель первого агрегата, измеряют и регулируют температуру этого пара на выходе подогревателя первого агрегата изменением подачи топливного газа в этот подогреватель, сравнивают измеренные значения температуры конвертированного газа после отделения первичного риформинга второго агрегата и концентрации метана в конвертированном газе на выходе отделения вторичного риформинга второго агрегата с верхними граничными значениями и при значениях измерения температуры и концентраций метана меньше верхних граничных значений подают поток конвертированного газа после отделения вторичного риформинга второго агрегата в отделение конверсии оксида углерода первой ступени первого агрегата, регулируют расходы природного газа на второй агрегат и пара в подогреватель первого агрегата прямо пропорционально расходу этого потока и регулируют температуру парогазаовой смеси на выходе отделения конверсии оксида углерода первой ступени первого агрегата изменением подачи конвертированного газа по байпасной линии мимо котлаутилизатора отделения вторичного риформинга второго агрегата, при измеренных значениях температуры конвертированного газа после отделения перg i520Q05 винного риформинга второго агрегата или концентрации метана в конвертированном газе на выходе отделения вторичного риформинга второго агрегата больше верхних граничных значений подают в подогреватель первого агрегата в заданном соотношении потоки водородсодержащего отходящего газа и азотоводородной смеси с выхода второ- ,q го агрегата и корректируют подачу пара в подогреватель первого агрегата в зависимости от суммарного расхода этих водородсодержащих потоков, сравнивают измеренные значения температуры паро~ 15 газовой смеси на выходе отделения кон версии оксида углерода первой ступени первого агрегата с верхним граничным значением и концентрации серы в этой парогазовой смеси с нижним граничным значением и по достижении измеренных значений температуры парогазовой смеси на выходе отделения конверсии оксида углерода первой ступени пер”’ вого агрегата верхнего граничного значения и концентрации серы в этой парогазовой смеси нижнего граничного значения прекращают подачу пара и топливого газа в подогреватель первого агрегата.