Способ автоматического контроля степени конверсии аммиака в производстве неконцентрированной азотной кислоты

Способ автоматического контроля степени конверсии аммиака в производстве неконцентрированной азотной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматического контроля стадии конверсии аммиака в производстве неконцентрированной аз отной кислоты и может быть использовано в промьшшенности по производству минеральны удобрений и химической промышленности. Целью изобретения является повышение точности контроля. Способ предусматривает измерение расходов аммиака и воздуха подаваемых в смеситель, температур аммиачно-воздушной смеси после смесителя, нитрозного газа в контактном аппарате, наружной среды . контактного аппарата и влажности воздуха , расчет скорректированной температуры нитрозного газа и степени конверсии аммиака. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4268296/31-26 (22) 26.06.87 (46) 23.03 ° 89. Бюл. № (71) Институт кибернетики им. В.М. Глушкова и Череповецкий азотно-туковый завод (72) В.В. Колесник, А.И. Куринный, Н.Н. Соломко, Г.В. Болтянский, Е.Л.. Иванов, Г.П. Судаков и С.А. Ванюгин (53) 66.012-52 (088.8) (56) Атрощенко В;И. и др. Технология азотной кислоты. — М.: Химия, 1970, с. 48.

Авторское свидетельство СССР № 709527, кл. С 01 В 21/26, 1977.

Изобретение относится к автоматическому контролю стадии конверсии аммиака в производстве неконцентрированной азотной кислоты и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений и в химической промьппленности.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

На чертеже представлена схема, реализующая предлагаемый способ контроля.

Схема содержит смеситель 1 аммиака и воздуха, контактный аппарат 2, „,ВО,„, И67ОЗЗ А1 (5i)4 С 01 В 21/38, G 05 D 27/00 (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

СТЕПЕНИ КОНВЕРСИИ АММИАКА В ПРОИЗВОДСТВЕ НЕКОНЦЕНТРИРОВАННОЙ АЗОТНОЙ

КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к области автоматического контроля стадии конверсии аммиака в производстве неконцентрированной азотной кислоты и может быть использовано в промышленности по производству минеральный удобрений и химической промышпенности.

Целью изобретения является повышение точности контроля. Способ предусматривает измерение расходов аммиака и воздуха подаваемых в смеситель, температур аммиачно-воздушной смеси после смесителя, нитрозного газа в контактном аппарате, наружной среды контактного аппарата и влажности воздуха, расчет скорректированной температуры нитрозного газа и степени конверсии аммиака. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

4ь

ОЪ

Ю

3 датчики 3 и 4 расходов аммиака и воз- © духа, датчики 5 и 6 температуры амми- © ачно-воздушной смеси и нитрозного газа в контактном аппарате, датчик 7 влажности воздуха, вычислительный блок 8, блок 9 адаптации коэффициентов, линию !О ввода данных лаборатор" ного анализа степени конверсии аммиа,ка и датчик 11 температуры наружной среды контактного аппарата.

Исследование процесса показало, что степень конверсии аммиака можно определить по следующей зависимости:

1 467033

4 хг Тн „ « „ розного газа, затем по уравнению (2)

1,27 ° 10 -(0,375+0,241 10 ) нг скорректированная температура нитрозного газа и по уравнению (1) — стех ††--«) а +а (Т „+Т г )) (Т „-Т„, ) + пень конверсии аммиака.

Периодически путем проведения ла+ 4,457 10 + (0,419+0,179 10 Т )„ бораторного химического анализа оп л л ределяют степень конверсии аммиака, х Tг„- (0,842+0, 1 1 ° 10 T „,) T„„ j; (1) значение которой вводят в блок 9

10 адаптации коэффициентов и сравниваа, 0,2373 +0,398 х; ют ее со значением, рассчитанным в . (0 1б92 +0 71 х) ° 10 блоке 8. Пр рассо л совании, превышающем заданное значение, осуществля=Т +" Т Т

THr Т„„л Т(Т г «G» G» <)> (2) ется подстройка коэффициентов уравнения. (3).

В табл. 1 приведены результаты, расчета степени конверсии по уравнению (1) с использованием показаний термопар, расположенных в различных точках под сетками контактного аппарата.

6Тнг 90«419 1,11 10 Тн + 4«1788 х

4 6) Подстановка в это выражение измеренных значений температуры нитрозного газа T 1178,9, расходов аммиака и воздуха Сл 1«115« Gо= 17«42

h Т, . а; Т„г +, Ь (Сд+С ) «, с х (3) а;,Ь «с - коэффициенты полино« мов; п,m,k — порядок аппроксимирующих полиномов. где

Способ осуществляют следующим образом.

Сигналы с датчиков 3-7 и 11 поступают на вход вычислительного блока

8, где при заданных (стартовых) значениях коэффициентов а, Ь, с по уравнению (3) рассчитывается корректирующая поправка по температуре нитгде о — степень конверсии аммиака, доли ед,;

Т вЂ” температура аммиачно-воздушной смеси, К;

Т„„ " температура нитрозного газа, К;

6Т вЂ” корректирующая поправка по температуре нитрозного газа, л

Т вЂ” скорректированная температуйг ра нитрозного газа, К; х — влажность воздуха, кг/кгпв

GA«G@ - расходы аммиака и воздуха, кг/с;

К - коэффициент теплопередачи, характеризующий тепловые потери в контактном аппарате;

T - температура наружной среды контактного аппарата, К.

При этом коэффициенты зависимости корректирующей поправки от Т г

G<« G8« х корректируются по результа« там периодических измерений состава нитрозного газа за катализатором.

В частности, корректирующую поправку по температуре нитрозного газа определяют по следующей зависимости:

Примеры расчета степени конверсии (доли единиц) приведены.в табл. 2

25 (Расход« кг/с)« температура« K; BJIBlK» ность (кг влаги/кг сухого воздуха).:

Подстройка коэффициентов (по результатам предшествующих химических анализов состава нитрозного газа за катализатором) зависимости для расчета корректирующей добавки приводит к следующему выражению влажности х = 0,0073 дает значение корректирующей поправки йТ„, = 0,6, Подставляя скорректированное значе" ние температуры нитрозного газа

<> T„ = 1179,б, температуру наружной g среды контактного аппарата T> + 332, измеренные значения Сд« С « х, Т„, в выражение (1) при К О, 177» определяют расчетное значение степени конверсии оС = 0,9434. Результаты, полученные по химанализу, дают значение конверсии ол. = 0,948, что свидетельствует о хорошем совпадении расчетных и измеренных значений степени конверсии. Результаты расчетов степени конверсии для других значе.ний режимных параметров приведены в табл. 2 - Ы . Для сравнения привел дени значения степени конверсии ол,, 5 1467033 6 полученные по результатам химических анализов а также расчетная степе ь of. =

К,Tс- Т

1 2 ° э— (, Т.) конверсии согласно прото — о

7 10 -(0,375+0 ° 241 10 ) нс

-Г ж

Чувствительность степени конверсии к

5 Сь Г л -ф л ошибкам в определении температуры б х — — — - а+а (Т +Т )j(T -Т )+ д (1+х)p i z см нс см нг составляет 1,8 абс.Е йа 5 . Значения пр ю ° -3 превышают возможный уровень, что + 4,457 10 + (0,419 + 0,179 10 Тем)a свидетельствует о невысокой точности выражения для расчета е6 в рассмот-,1р Т -(0,842+0 11 ° 10 Т ) Т

Ht) Í )р ренном диапазоне изменения режимных параметров и тем самым свидетельствуа = О 2373 + 0 398х в

4 ет об эффективности предлагаемого а (0,1692 + 0,71х)10 способа по сравнению с прототипом.

Формула иэобрете ния а;,Ь с — коэффициенты полиномов; п,m,k - порядок аппроксимирующих по» линомов, 3. Способ по п. 2, о т л и ч а юшийся тем, что периодически определяют лабораторным путем степень конверсии аммиака, по значениям которой корректируют коэффициенты уравнения для вычисления корректирующей поправки по температуре нитрозного газа.

Таблица 1

1. Способ автоматического контроля степени конверсии аммиака в производстве неконцентрированной азотной кис- ур лоты, включающий измерение расходов аммиака и воздуха, подаваемых в смеситель, температур аммиачно-воздушной смеси после смесителя и нитрозного rasa в контактном аппарате, о т — 25 л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности .контроля, дополнительно измеряют влажность воздуха и температуру наружной среды контактного аппарата, по измеренным зна- ЗО чениям расходов аммиака и воздуха, температуры нитрозного газа и влажности воздуха вычисляют корректирующую поправку по температуре нитрозного газа и определяют степень конверсии аммиака по измеренным значени35 ям влажности воздуха, расходов аммиака и воздуха, температур аммиачно-воздушной смеси, нитрозного газа и наружной среды и Вычислительной 4р корректирующей поправке rio температуре нитрозного газа.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а -. ю шийся тем, что степень конверсии аммиака определяют по зависимости

Т„.- Тн,.+ Т

И

I йТ Q a; T„, + Q b1 (Сд+Св)+ Е. с х 1 о j=o -"О где д(- степень конверсии аммиака;

T« - температура аммиачно-воздушной смеси;

Тн„ вЂ” температура нитрозного газа;

Ь Т вЂ” корректирующая поправка по температуре нитрозного газа;

Тн — скорректированная температура нитроэного газа: х — влажность воздуха;

G > a G > — расходы аммиака и воздуха;

К - коэффициент теппоотдачи, характеризующий тепловые потери в контактном аппарате, Т вЂ” температура наружной среды контактного аппарата;

Параметры способа

Температура ннтроэного газа, К

Расчетное значение сте пени конвер-! сии

Хима нализ

Номер термопары

) J Г Т 1 Т

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1178 1185 1178 1163 1108 1163 1173 1 186 1178

93э87 89е 17 93э87 97в63 118в64 97э63 93ю 19 88 79 93 ° 87

92 8 92 8 92 8 92 8 92 8 92,8 92 8 92 8 92 8

7 1467033 Я

1 1 ) Г Т 1 Г

Таблица 2

h пр

Составитель Г. Огаджанов

Техред И.Ходаиич

Корректор М. Демчик

Редактор Н. I"óíüêî

Заказ 1113/19 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

It ll Производственно-издательский комбинат Патент, r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101

17,42

16>83

18,53

1?, 98

17,98

1,156

1, 156

1,201

1, 169

1, 169

523 0,0073

525 0,0019

523 0,0182

526 О, 0099

526 Ор 0099

332 1178ь9

316 1197) 4

351 1170,4

326 1171

323 1170,4

0,948

0,962

0,916

0,940

0,940

1179,5

1199,6

1167,6

11?oiб

1169.

0 9434 1,05

О;9540 1,07

0,928 1,03

0,946

0,4515