Способ управления процессом концентрирования азотной кислоты

Способ управления процессом концентрирования азотной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к спосо- ;бам управления процессом концентрирования азотной кислоты, может быть использовано в химической и нефтехимической промьшшенности и позволяет сократить расход пара и потери азотной кислоты. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования уровня затопления межтрубного объема кипятильника колонны концентрирования изменением расхода парового конденсата (датчик 16 уровня, регулятор 15, исполнительный механизм 17) и два корректирующих контура: по расходу азотной кислоты (датчик 14, преобразователь 13, сумматор 12, связанный с камерой задания блока 12) и по концентрации азотной кислоты (датчик 9, регулятор 10, связанный с блоком 12). 1 ил. с (Л 00 о со О1 сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дв 4 С 01 В 21/44, G 05 р 27/pp

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /""

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ай„с, „, (21) 3938952/23-26 (22) 07.08.85 (46) 15.04.87. Бюл. N 14 (72) Я.И.Дубинский, А.Д.Дорфман, В.Н.Цыкуров и M.Е.Католиков (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 373709, кл. G 05 D 27/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР и 597670, кл. С 07 С 93/04, 1976. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к спосо,бам управления процессом концентрирования азотной кислоты, может быть использовано в химической и нефтехи-80,».1ЗОЗЗ Î A1 мической промышленности и позволяет сократить расход пара и потери азотной кислоты. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования уровня затопления межтрубного объема кипятильника колонны концентрирования изменением расхода парового конденсата (датчик 16 уровня, регулятор 15, исполнительный механизм 17) и два корректирующих контура: по расходу азотной кислоты (датчик 14, преобразователь.13, сумматор 12, связанный с камерой задания блока 12) и по концентрации азотной кислоты (датчик 9, регулятор 10, связанный с блоком 12).

1 иле

1303550

Изобретение относится к управлению процессом, концентрирования азотной кислоты и может быть использовано в химической и нефтехимической промьппленности при автоматизации, например, производства концентрированной азотной кислоты с применением в качестве экстрагента водного раствора нитрата магния, Цель изобретения — сокращение расхода пара и потерь азотной кислоты.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации предлагаемого способа.

Неконцентрированная азотная кислота и водный раствор нитрата магния (не показан) по трубопроводу 1 поступают в колонну 2 экстрактивной ректификации. Стекающий в низ колонны раствор нитрата магния связывает воду, выделившуюся при концентрировании азотной кислоты, и по линии 3 поступает в кипятильник 4, в который также подается пар по линии 5, Образующаяся в кипятильнике 4 парожидкостная смесь по линии 6 поступает в сепарационный объем куба ко..

В качестве задания этому регулятору подают сигнал по линии 11, соответствующий требуемой концентрации азотной кислоты, величина которой определяется необходимой величиной содержания азотной кислоты в растворе нит рата магния на выходе из колонны в кипятильник.

10 l5 уровень конденсата, который по завершении переходного процесса устанавливается на новом заданном значении, обеспечивающем новое (уменьшен20 ное) потребление пара, соответствующее измененной (уменьшенной) нагрузке колонны 2 по сырью. В условиях неконтролируемых возмущений новое положение уровня затопления обеспечивает грубое соответствие теплового режима измененной нагрузке колонны по сырью. При этом возможно изменение (например, уменьшение) содержания азотной кислоты в растворе нитра30 та магния, поступающем в кипятильник, и, как следствие этого, изменение (уменьшение) кислоты в конденсате сокового пара в устройстве 8 и отра.ботанном плаве на выходе из колонны.

35 ИзмеНенный (уменьшенный) при этом ,сигнал от анализатора 9 поступает на регулятор 10, вызывает рассогласование между этим сигналом и заданием, что приводит к изменению (увеличению)

40 выходного сигнала регулятора 10, который корректирует (увеличивает) задание регулятору 15. При этом выход регулятора .15 воздействует (закрывает) на клапан 17 выдачи конденсата

45 из кипятильника, что приводит к изменению (уменьшению) поступления пара в кипятильник и к изменению (уменьшению) отгонки соковых паров от него.

В результате интенсивность испарения

50 азотной кислоты в колонне изменяется (уменьшается), что приводит к изменению (увеличению) концентрации кислоты в плаве, поступающем из колонны в кипятильник, В сторону, противополож

55 ную изменению этой концентрации в начале процесса корректировки, и, как следствие, к такому же изменению (увеличение) концентрации кислоты в конденсате устройства 8.

Выходной сигнал регулятора 10 поступает на суммирующий блок 12, в который через преобразователь 13 поступает также сигнал от датчика .14 расхода азотной кислоты в колонну 2.

Выходной сигнал блока 12 в качестве задания поступает в регулятор 15, переменной величиной которого служит сигнап датчика 16, характеризукнций текущее значение уровня затопления кипятильника 4. Выход регулятора 15 поступает на клапан 17 выдачи парового конденсата из кипятильника.

Сущность способа заключается в следующем.

При изменении (например, уменьшении) нагрузки по, неконцентрированной азотной кислоте (сырью) сигнал от датчика 14 через преобразователь 13 и блок 12 изменяет (увеличивает) задание регулятору 15, выходной сигнал которого при этом изменяет положение (прикрывает) клапана 17 выдачи конденсата. При этом в кипятильнике начинает изменяться (увеличиваться) 1303550,4 является при этом характеристикой степени достижения необходимого уровня теплового баланса в колонне, а стабилизация ее на заданном значении я 5 позволяет вести процесс с минимальными удельными затратами пара. Однако автоматическое измерение концентк, рации С„ затруднено из-за легкой кристаллизации и сильной агрессивносй 10 ти плава нитрата магния. В качестве параметра, косвенно характеризующего к н- концентрацию С„, может быть принята концентрация HNO в соковых парах пар (С д ), поступающих в колонну из

15 кипятильника, поскольку для тройной системы нитрат магния — вода — азоти ная кислота в условиях ее кипения существует однозначная зависимость между концентрацией HNO в тройной

20 смеси и ее концентрацией в бинарной смеси кислота — вода.

Поэтому управление концентрацией азотной кислоты в соковых парах (или е конденсате этих паров) эквивалентнО:

25 управлению концентрацией в плаве на пвыходе, колонны концентрирования и может обеспечить поддержание теплового баланса колонны на минимально

По завершении переходного процес са величина концентрации азотной кис лоты, измеряемая анализатором 9, при нимает заданное значение, а потребление пара в кипятильнике становитс минимально возможным в данных условиях распада, который обеспечивают как кондиционный продукт, так и минимальные потери азотной кислоты. ,При увеличении содержания азотно кислоты в р аствор е, поступающем в кипятильник, и, следовательно, в ко денсате сокового пара в устройстве

8 регулятор 10 уменьшает задание ре гулятору 15, что приводит к уменьше нию уровня, увеличению поступления пара в кипятильник, усилению отгонк паров воды и кислоты из лава и уменьшению содержания азотной кисло ты в конденсате сокового пара в устройстве 8.

Таким образом обеспечивается необходимый подвод тепла в колонну в количестве, обеспечивающем испарени флегмы и дегидратацию сырья. Это те ло вносится в колонну 2, в основном соковыми парами (смесь паров воды и азотной кислоты), поступающими из кипятильника 4.

Основным показателем, характеризующим соотношение между количеством тепла, необходимым для процесса концентрирования азотной кислоты, и количеством тепла, приходящим из кипятильника, является концентрация азотной кислоты в плаве, поступающем к из колонны в кипятильник (С, ) . к

При этом увеличение С, свидетельствует о недостатке соковых паров и увеличении безвозвратных потерь кислоты с отработанным плавом нитрата магния,а уменьшение — об избытке соковых паров и о проскоке водяных паров на верх колонны, что приводит к увеличению расхода пара и ухудшению ка-чества готового продукта вплоть до брака. В свою очередь, количество соковых паров, выходящих из кипятильника, однозначно определяется количеством греющего пара, подаваемого в кипятильник.

Таким образом, каждой нагрузке по сырью и заданному значению флегмового числа соответствует определенное минимальное количество греющего пара, обеспечивающее получение кондиционного продукта и потери кислоты к не более заданных. Концентрация С„„ возможном уровне по затратам пара, одновременно обеспечивая стабилизацию процесса концентрирования.

Управление температурным режимом кипятильника 4 плава путем частичного затопления его межтрубного объема позволяет проводить процесс концентрирования с меньшими затратами пара по сравнению со способом управления температурным режимом путем изменения давления греющего пара в межтрубном пространстве, При этом экономия достигается за счет использования тепла конденсата.

Техническое преимущество предлагаемого режима по сравнению с известным состоит в возможности стабилизации процесса путем использования информации, обобщенно характеризующей тепловой баланс колонны концентрирования при коррекции задания по уровню затопления в межтрубном,объеме кипятильника при условии максимально допустимого давления пара на агрегат.

Технико-экономический эффект "от внедрения предлагаемого способа состоит в экономии пара за счет поддержания его расхода на минимально возможном значении, обеспечивающем заданное качество ведения процесса, Способ управления процессом концентрирования азотной кислоты путем регулирования уровня затопления меэ.—

Составитель Г.Огаджанов

Техред А.Кравчук . Корректор Л.Пилипенко

Редактор Т.Митейко

Тираж 456 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1272/26

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5. 1303550

6 в экономии пара за счет использова- трубного объема кипятильника колонны ния тепла парового конденсата при концентрирования изменением расхода работе кипятильника в режиме затопле- парового конденсата из него с коррекния, в сокращении пртерь азотной цией по расходу сырья на колонну, кислоты за счет поддержания ее кон- 5 отличающийся тем, что, центрации в отработанном плаве на с целью сокращения расхода пара и уровне не выше заданного. потерь азотной кислоты, конденсируют часть паров смеси на выходе кипятильф о р м у л а и з о б р е т. е н и я ника, измеряют концентрацию азотной

f0 кислоты в ней и дополнительно корректируют расход парового конденсата из кипятильника в зависимости от измеренной концентрации азотной кислоты.