SU952727A1 - Способ управлени процессом конверсии окиси углерода - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в химической промышленности в производствах аммиака и метанола при « получении газа, содержащего водород, путем конверсии смеси углеводородов, когда тепло технологического газа используетс  в котлах-утилизаторах.

Известен способ управлени  процессом крнверсии окиси углерода, заключающийс  в изменении расхода конденсата в увлажнитель в зависимости от температур газа на входе в реакторы первой и второй ступени конверсии с учетом активности катализатора и нагрузки по исходному продукту l.

Недостатком данного способа  вл етс  увеличение затрат на конденсат, а также на устройство дл  впрыска конденсата.

Известен также способ управлени  процессом конверсии окиси углерода путем регулировани  температуры реакционной смеси на входе в конвертор окиси углерода первой ступени изменением расхода реакционной сме .си пО байпассирующему трубопроводу котла-утилизатора второй ступени в

зависимости от расхода,и состава конвертированного газа на входе в конвертор окиси углерода первой сту-. пени C2J.

Недостаток известного способа заключаетс  в высокой себестоимости аммиака вследствие низкого качества получаемого синтез-газа и большего расхода топлива.

10

Целью изобретени   вл етс  снижение себестоимости вырабатываемого аммиака за счет повышени  качества получаемого синтез-газа и снижени  расхода топлива на получение пара.

15

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу расход реакционной смеси по байпассирующему трубопроводу котла-утилизатора второй ступени дополнительно корректируют

20 в зависимости от температуры реакционных газов на входе в кот.пы-утилизаторы первой ступени, температуры питательной воды и давлени  пара в котлах-утилизаторах.

25

На чертеже представлена схема реализации способа.

Природный газ по трубопроводу 1 подают в трубчатую печь 2, в которую по трубопроводу 3 подают вод 30 ной пар. Полученную в трубчатой печи 2 реакционную смесь подают в шахтный конвертор 4, в который по трубопроводам 5 и б подают пар и ВОЗДУХ. Полученна  в шахтном конвер торе 4 реакционна  смесь по трубопроводам 7 и 8 поступает на охлажде ние в котлы-утилизаторы 9 и 10 первой ступени, а затем в котел-ууи{лизатор 11 второй ступени.. Часть реакционной смеси по байпассирующему трубопроводу 12 подаетс  мимо котла-утилизатора 11, смешиваетс  с охлажденной в котле-утилизаторе 1 частью ее и по трубопроводу 13 подаетс  в конвертор 14 окиси углерода первой ступени. Полученную в конверторе 14 реакционную смесь .охлаждают сначала в котле-утилизаторе 15, а затем в теплообменнике 16 азотоводородной смесью. В котлахутилизаторах 9-11 и 15 из питательной воды, подаваемой по трубопроводу 17, получают пар, который отвод т по трубопроводу 18. Из теплообменника 16 реакционную смесь по трубопроводам 19 и 20 подают.в конвертор 21 окиси углерода второй сту пени. Система управлени  процессом кон версии окиси углерода состоит из датчика 22 расхода газа на входе в конвертор окиси углерода первой сту пени, датчиков 23-26 состава газа н входе в конвертор окиси углерода первой ступени, датчиков 27 и 28 температуры реакционной смеси на входе в котлы-утилизаторы первой ступени, датчика 29 температуры питательной воды и датчика 30 давлени  пара, получаемого в котлах-утилизаторах 9-11 и 15, датчика 31 тем ратуры реакционной смеси на входе конвертора первой ступени, воздействующего на клапан расхода реакционной смеси по байпассирующему трубопроводу мимо котла-утилизатора 11 второй ступени через вычислительное устройство 32. Дл  измерени  расхода реакционной смеси на выходе из шахтного конвертора 4 вместо датчика 22 можно использовать датчи ки 33 и 34 расходов Природного газа и пара соответственно в трубчатую печь 2 и датчики 35 и 36 расходов пара и воздуха в шахтный конвертор 4. Расход реакционной смеси по байпассирующему трубопроводу 12 регулируетс  клапаном 37. Способ управлени  процессом конверсии окиси углерода осуществл ют следующим образом. При отсутствии датчика 22 расхода по сигналам от датчиков 33-36, соответственно расхода природного газа (), расхода пара в трубчатую печь ()I расхода пара в шахт ный конвертор (Сшт) , оасхода воздуха в шахтный конвертор () датчиков 23-26 состава газа на входе конвертора окиси углерода первой ступени (Zg) и заданном составе природного газа определ ют расход газа из котлов-утилизаторов 9 и 10 , G fo (G , ,Gyj,,z) . (1) По сигналу от датчика 22 или. упом нутой величине расхода конвертированного газа после смешенц потоков газа из котлов-утилизаторов 9 и 10, сигналам от датчиков 27 и 28 (температуры реакционной смеси на входе в котлы-утИлизаторы первой ступени (tex ) / Датчи ;а 29 температуры питательной воды (tjig) котловутилизаторов и датчика 30 давлени  пара (РП), получаемого в котлахутилизаторах 9-11 и 15, определ ют величины температур газа (гьыу расхода пара () на выходах котлов-утилизаторов 9 и 10. По упом нутым значени м температур газа на выходах котлов-утилизаторов 9 и 10 определ ют величину температуры конвертированного газа на входе в котёл-утилизатор 11 как среднеарифметическое этих величин. По сигналу рт датчика 22 расхода (G ) f упом нутой величине температуры конвертированного газа на входе Котла-утилизатора 11 дл  заданного значени  параметра степени открыти  клапана 37 {f) определ ют величину температуры конвертированного газа и расход пара на выходе котла-утилизатора 11, Определение температур и расходов пара на выходах котлов-утилизаторов 9-11 и 15 производитс  по соотношени м - - Ьь,.-(Чх-Ч5Г1-ехр((кГс;-); (2) G Co(tRx-tK. 1пг 1„б (4,); In fi РП); f (tne ) );.(7) где К, F - коэффициент теплопередачи и поверхность теплообменника котла-утилизатора; 1„ - энтальпи  пара, получаемого в котлах-утилизато- энтальпи  питательной воды котлов-утилизаторов; - теплоемкость конвертированного газа; t, - температура кипени  питательной воды котлов-утилизаторов . . По сигналам от датчиков 22-26 и значению температуры конвертированно-. го газа на входе конвертора 14 окиси углерода первой ступени определ ют состав и температуру конвертированного газа на входе конвертора 14 окиси углерода iS. .f (Z , ) (8 ti3b(t fft (z , z , ), (9 где , - температура конвертирован Horo газа на входе конвертора 14 окиси углерода По сигналу от датчика 22 и величине температуры конвертированного газа на выходе конвертора 14 окиси углерода определ ют величину температуры конвертированного газа . и расход пара..на выходе котла-утилизатора15 по соотношени м (2)-{7) По сигналам от датчиков 22-26, температуры конвертированного газа на выходе кртла-утилизатора 15 и заданной величине температуры азотоводородной смеси на выходе теплообменника 16 определ ют величину температуры конвертированного газа на входе в конвертор 21 окиси углерода , - 7 ВЬГ) f 2 ) . По сигналу от датчика 22 и величинам температуры конвертированного газа на входе конвертора 21 окиси углерода и состава конвертированного газа на выходе кйнвертора 14 окиси углерода определ ют состав конвертированного газа на выходе конвертора 21 окиси углерода , z fgfG , tp4 , z,,), (1 По сигналу от датчика 22 к составу конвертированного газа определ ют величину производительности агрегата по целевому продукту (аммиаку) G % ( , Zj ).(1 По величинам расходов пара из ко лов-утилизаторов 9-11 и 15 определ ю их сумму G. По величине суммы расходов пара из котлов-утилизаторов 9-11 и 15 и заданной величине расхода пара, noBaBagMoro на турбину компрессора азотоводородной смеси, определ ют величину стоимости природного газа, сжигаемого дл  получени  количества пара, соответствующего разности этих величин .., С f,o (G ) .. . По величинам стоимости природного газа и производительности агрегата по целевому продукту определ ют величину составл ющей себестоимости продукта по природному газу на ежигание дл  выработки пара С С f /G . Полученна  величина себестоимости продукта и величин температуры конвертированного газа на входе конвертора 14 окиси углерода запсминаютс . Затем выбирают другое значение и повтор ют расчеты по зависимости , (2)-(14), Пл  этого используют значени  р и запоминают получение значени  С и tg , И так до тех пор, пока не будут проведены расчеты дл  всех заданных значений параметра fi. Из всех запомненных значений величины составл ющей себестоимости С выбирают наименьшее ее значение и соответствующее этой величине значение температуры конвертированного газа на входе в конвертор 14 окиси углерода. Найденное значение температуры конвертированного газа на входе в конвертор 14 окиси углерода сравнивают с сигналом от датчика 31 и в |3ависимости от величины их разнодти воздействием на клапан 37 измен ют расход реакционной смеси по байпассирующему трубопроводу 12. Использование данного способа позвол ет снизить себестоимость амми.ака за счет улучшени  качества синтезгаза и снижени  затрат топлива на получение пара. Формула Изобретени  Способ управлени  процессом конверсии окиси углерода путем регулировани  температУЕИ реакционной бмеси на входе в Конвертор окиси углерода первой ступени изменением расхода реакционной сгмеси по байпассирующему трубопроводу котлаутилизатора второй ступени в зависимости от расхода и состава газа на входе в конвертор окиси углерода первой ступени,- отличающийс  тем, что, с целью сн.ижени  себестоимости вырабатываемого аммиака, за счет повышени  качества получаемого синтез-газа и снижени  расхода топлива на получение пара, расход реакционной смеси по байпассирующему трубопроводу котла- .. утилизатора второй ступени дополнительно корректируют в зависимости от температуры реакционных газов на входе в котлы-утилизаторы первой ступени, температуЕ питательной : воды и давлени  пара в котлахутилизаторах . Источники информации, прин тые во вншлание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 498262, кл. С 01 В 31/18, 1974. 2.Schwimann Н. Peoze/irechner in der chemishen und artverwand Industrie EPectron Datenve rarb. 1964, 16, 6, p. 279-284.

. /лиг 17

Claims (2)

1. Формула изобретения состава газа окиси углер.от ли ч а юс целью сн.иже·

   Способ управления процессом конверсии окиси углерода путем регулирования температуры реакционной Смеси на входе в Конвертор окиси углерода первой ступени изменением расхода реакционной смеси по байпассирующему трубопроводу котлаутилизатора второй ступени в зависимости от расхода й на входе в конвертор да первой ступени,- о щ и й с я тем, что, ния себестоимости вырабатываемого аммиака за счет повышения качества получаемого синтез-газа и снижения ¹ расхода топлива на получение пара, расход реакционной смеси по байпассирующему трубопроводу котла. утилизатора второй ступени дополнительно корректируют в зависимости от ) температуры реакционных газов на входе в котлы-утилизаторы первой ступени, температуры питательной воды и давления пара в котлахутилизаторах.

   ; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

   1. Авторское свидетельство СССР № 498262, кл. С 01 В 31/18, 1974.
2. 2. Schwimann Н. Peozeprechner I in der chemishen und artverwand

   Industrie EPectron Datenve rarb. 1964, 6^ W 6, p. 279-284.