Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
Обобщенное уравнение зависимости х* = f (t, Р, L, W) приведено в гл. II.
274
Уравнение для вычисления тп получено преобразованием уравнения (1.57) и имеет следующий вид [27|:
Т|[ 6QPcmv ~ 2,303 izif!ig(i -x*)j (VI 11.16)
9c0. + 0NH3 + ?РУАС
Уравнение для вычисления р*м приведено в гл. II.
В уравнения, используемые для расчета хъ, помимо значений технологических параметров Рс, гс, qco,, <7nhs, <7руас входят величины W и L, которые не могут быть непосредственно измерены. Их значения оцениваются при расчете материального баланса всего агрегата карбамида, в частности, по данным о составе рециркулируемого РУАС.
При составлении материального баланса колонны синтеза состав потоков на выходе из колонны определяется известными стехиометрическими соотношениями с учетом вычисленного значения хв.
Состав и количество газов дистилляции на обеих ступенях давления вычисляются с помощью эмпирических уравнений для степени отгона (а,, доли ед.) NH3, CO2 и H2O в зависимости от равновесного давления в системе NH3—CO2—CO(NH2)2—H2O, расчет которого выполняется в соответствии с работой [7], и давления в системе дистилляции соответствующей ступени.
Поток газов дистилляции II ступени служит исходным для расчета материального баланса конденсатора II ступени (рассматривается вариант частично разомкнутой технологической схемы, предусматривающий утилизацию газов десорбции и других отходящих газов в производстве нитрата аммония). В этом аппарате, как установлено опытным путем, CO2 и H2O конденсируются из газовой фазы практически полностью. Состав и количество образующегося при этом РУАС определяются с учетом количества H2O, подаваемой в аппарат, и с использованием аналогичного упомянутым эмпирического уравнения для степени распределения NH3 между фазами в зависимости от текущего и равновесного давления над РУАС, расчет которого изложен также в работе [7].
Аналогичным путем вычисляется количество и состав РУАС, рециркулируемого из промывной колонны в зону синтеза. Располагая этими данными, легко вычислить значения L и W итерационным методом.
В качестве математической модели конденсатора II ступени дистилляции и промывной колонны могут быть также использованы уравнения (111.20)-(111.22).
При использовании уравнения (III.22) в алгоритме управления агрегатом производства карбамида, реализуемого с помощью УВМ, с достаточной для практических целей точностью можно принять, что количество CO2 в РУАС низкого давления gcof0" равно количеству CO2 <7соак'д\ содержащемуся в плаве синтеза
после дистилляции I ступени и определяемому при расчете материального баланса агрегата. Величину Z11 можно оценить, исходя из количества NH3 в плаве синтеза после дистилляции I ступени, определяемого по указанной методике, с учетом степени размыкания рецикла аммиака в текущий момент времени, например, за счет приготовления товарной аммиачной воды. Значения In и P11 измеряются в конденсаторе II ступени дистилляции обычным путем и вводятся в УВМ. После вычисления Wn по уравнению (III.22) можно рассчитать количество остальных компонентов раствора УАС низкого давления 0/nh^c", <7н!оС'")- Действительно,
„РУАС II _ „пл. к. д і
''СО, ~ ^COj
„РУАС Hi „РУАС Il ^NH3 -'40CO2
„РУАС Н_„, „РУАС II
Зная состав и количество РУАС низкого давления, легко вычислить количество и состав РУАС высокого давления, рециркулируемого в колонну синтеза. Наличие сведений о рециркулируемом потоке позволяет решить задачу стабилизации LhW на входе в колонну синтеза.
Один из вариантов математической модели статики процесса вакуум-выпарки раствора карбамида изложен в работе 130].
Информация о хозрасчетных показателях, обрабатываемая УВМ, используется для расчета технико-экономических показателей (ТЭП) производства карбамида в целом, т. е. производительности, расходных коэффициентов по основным видам сырья п энергии и себестоимости продукта 1271.
Производительность цеха за час вычисляется по уравнению:
П = 9к + 9р. кСр. к + рр к {к _ tgСр к - кс; к (VIII.17)
где qK — количество сухого карбамида, поступающего на склад, по счетчикам весов; qp к, Ср. ь. — количество раствора карбамида, поступающего на выпарку, и концентрация в нем карбамида, масс, доли, соответственно г; q'v к, CJ5. к — количество и концентрация раствора карбамида, поступающего из другого цеха; VK, Vn — объем раствора карбамида в сборнике в конце и начале часа соответственно (вычисляются в зависимости от уровня). Расходный коэффициент по аммиаку Ka'-
K3= ^"(^¦'"•^¦¦JPNH.-ga (VIII.18)
где qa — расход NH3 на цех; V1..а, Vn. а — объем NH3 в сборнике в конце и начале часа; рмн, — плотность NH3; qi — количество NH3, переходящее с газами в цех аммиачной селитры.
1 Выработка — среднеарифметическое двух различных замеров.
Расходный коэффициент по пару Kn'-Кв=_ " +---2-.-_ (Vril.19)
п n-(i'K-vH)Pp.Kcp.K-f ?р.кср>к
где q„ д—количество пара, потребляемого в отделении синтез-дистилляции; qBn — количество пара, потребляемого в отделении выпарки.
