Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотрим задачи автоматического регулирования процесса дистилляции плава синтеза карбамида. Степень отгона NHe из плава синтеза в аппаратах дистилляции I ступени при прочих равных условиях находится в обратной зависимости от величины избыточного давления Рд). С другой стороны, степень конденсации отогнанного NH3 при температуре конденсации tK, устанавливаемой для каждого производства в соответствии с конкретными условиями обеспечения взрывобезопасной эксплуатации узлов конденсации и абсорбции, увеличивается с повышением Рд;. В соответствии со способом [24] выбор оптимального значения ¦Рді, отвечающего всем требуемым условиям, осуществляет УВМ. 270
Значение величины Ря1 (в МПа) определяется как сумма парциальных давлений аммиака и инертов в сдувочных газах из выражения:
0,<ШК-0.7-
Л'„н 17 (0,4і/к-0,7)
449,
- 1,013
0,0981
(VIII.7)
где чсог> Ясд. — соответственно нагрузка колонны синтеза по газообразному CO2 и заданное количество NH3 в сдувочных газах, т/ч; Л/ич — объемная доля инертных газов в CO2, доли ед.; 0,0981 (0,411,. — 0,7) — эмпирическое уравнение для расчета парциального давления NH3 в сдувочных газах, МПа.
Таким образом, независимые переменные в правой части уравнения — Ясо2< Л/'ин и значения которых измеряются соответствующими датчиками, например, дифманометром в комплекте с измерительной диафрагмой, хроматографом и термопарой.
Оптимальные значения температур дистилляции I и II ступеней
и ^Ui выбираются так, чтобы расчетная величина концентрации NH3 в плаве на выходе из системы дистилляции каждой ступени не превышала бы допустимых значений.
Наконец, математическую модель процессов синтеза и дистилляции можно использовать для регулирования подачи охлаждающей воды в первый по ходу газа конденсатор возвратного NH3 с тем, чтобы сжижать в нем такое количество NH3 (загрязненная фракция), которое необходимо для орошения промывной колонны.
Расчет материального баланса агрегата позволяет непрерывно получать удобную для оперативного использования информацию о составе потоков между аппаратами. Управление параметрами рецикла приводит к снижению масштаба рецикла и повышает Это, с одной стороны, обусловливает, как было отмечено выше, снижение энергозатрат на выделение и рекуперацию непрореагировавших веществ, а с другой стороны, дает возможность увеличить объем производства за счет повышения ритмичности работы, лучшего использования и более полной загрузки оборудования.
Управление двухступенчатой выпаркой состоит в поддержании концентрации карбамида в растворе, поступающем на грануляцию, не ниже 99%. Для обеспечения этого необходимо знать связь температуры раствора /в!) (в °С) с остаточным давлением РвЧ (в Па) в выпарном аппарате II ступени и концентрацией Хк (мольная доля) упариваемого раствора. Такая связь была установлена путем обработки на ЭВЦМ данных [261 по равновесию в системе CO(NHj)2-H2O и выражается в виде уравнения (V.2). УВМ рассчитывает необходимое значение ta.A по поступающему от датчика значению РвП при заданной Х,{. При этом паровой эжектор второй ступени работает на полную мощность, т. е. вакуум в этой ступени определяется нагрузкой и нерегулируемой температурой охлаждающей воды. Вычисленное значение /в1] выдается регулятору в качестве задания, что и обеспечивает при управлении постоянство величины X11.
Отметим некоторые другие — кроме возможности решения задач управления технологическим режимом — преимущества использования в цехе карбамида АСУТП применительно к задачам, которые раньше ставились и решались традиционными средствами. С применением УВМ для сбора и переработки информации о ходе технологического процесса полностью или частично отпала необходимость регистрации в журнале дежурным персоналом показаний многочисленных приборов, при этом обеспечивается синхронность фиксирования показателей технологического режима и состава материальных потоков, а при нарушениях режима срабатывает сигнализация; резко снизилась потребность в отборе проб на анализ; существенно возрос объем информации за счет определения расчетным путем показателей, недоступных для прямого измерения. Наконец, УВМ обеспечила автоматический учет пробега оборудования и одновременно с показателями режима определение также технико-экономических показателей, что позволило осуществлять оперативный контроль за эффективностью работы производства.
3. Информационное обеспечение АСУТП
Информация, необходимая для расчета управляющих воздействий в соответствии с алгоритмами, изложенными выше, обеспечивается алгоритмами контроля. В частности алгоритм первичной обработки поступающей в УВМ информации предусматривает масштабирование, линеаризацию, внесение поправок к значениям расходов в связи с отклонением величин давлений и температур от расчетных, фильтрацию и сглаживание.
В случае, если погрешность при измерении массовых расходов больше погрешности, определяемой классом точности датчика и преобразователя (плотность потока р предполагается постоянной), вводится поправочный коэффициент.
