Спосіб управління процесом синтезу аміаку

Изобретение относится к области управления химическими процессами и может быть использовано в промышленности по производству минеральных удобрений и в химической промышленности при управлении процессом синтеза аммиака. Известен способ управления процессом синтеза аммиака путем изменения расхода продувочного газа в зависимости от температуры циркуляционного газа в аппаратах первичной конденсации аммиака, концентрации инертных газов в свежей азотоводородной смеси (АВС), давлений газообразного аммиака, давления свежей азотоводородной смеси, концентрации аммиака и инертов в газе на входе в колонну синтеза, температур азотоводородной смеси на всасывании всех ступеней компрессора кроме последней, температур циркуляционного газа на всасывании последней ступени компрессора и азотоводородной смеси на входе в колонну вторичной конденсации, концентрации водорода в свежей азотоводородной смеси и числа оборотов вала компрессора [1]. Недостаток способа - невысокое быстродействие, снижение качества управления при изменении параметров объекта в широком диапазоне, возможны также изменения температуры в зоне реакции, приводящие к аварийным режимам, например к "спеканию катализатора". В качестве прототипа выбран способ управления процессом синтеза аммиака путем коррекции расхода продувочного газа в зависимости от расхода, давления циркуляционного газа на входе в колонну синтеза, концентрации водорода в нем, концентрации аммиака в циркуляционном газе на выходе колонны синтеза, температуры и давления циркуляционного газа на выходе испарителей жидкого аммиака, температуры циркуляционного газа в аппаратах первичной конденсации, концентрации инертов в свежей АВС, давлений газообразного аммиака в испарителе, давления свежей АВС, концентрации аммиака и инертов в газе на входе колонны синтеза, температур АВС на всасывании всех ступеней компрессора кроме последней, температур циркуляционного газа на всасывании последней ступени компрессора и АБС на входе в колонну вторичной конденсации, концентрации водорода в свежей АВС и числа оборотов вала компрессора [2]. Недостаток данного способа заключается в том, что он не обеспечивает высокого качества управления объектом при существенном изменении его характеристик, что имеет место, к примеру, при возникновении предаварийных ситуаций, и обладает невысоким быстродействием, что также может приводить к возникновению аварий. Задачей изобретения является создание способа управления процессом синтеза аммиака, обеспечивающего повышение быстродействия и точности регулирования состава циркуляционной смеси, что позволяет предупредить возникновение предаварийных режимов. Поставленная задача решается тем, что в способе управления процессом синтеза аммиака путем регулирования расхода продувочного газа в зависимости от состава и давления газа в цикле синтеза, согласно изобретению, измеряют соотношение между водородом и азотом или концентрацию азота в цикле синтеза, содержание инертов или концентрацию метана в цикле синтеза и температурный профиль в зоне реакции колонны синтеза, определяют максимальную температуру в зоне реакции колонны синтеза, вводят два предельных значения по максимальной температуре, предельные значения по соотношению между водородом и азотом и давлению, определяют первое управление по изменению расхода продувочного газа в зависимости от измеренного значения давления, определяют второе управление по изменению расхода продувочного газа в зависимости от измеренного значения содержания инертов, определяют результирующее управление по изменению расхода продувочного газа, равное максимальному из первого и второго управлений, определяют третье управление по изменению расхода продувочного газа в зависимости от максимальной температуры в зоне реакции, сравнивают измеренное значение давления с предельным значением, при измеренном значении давления большем или равном предельному значению изменяют расход продувочного газа в соответствии с результирующим управлением, при измеренном значении давления меньшем предельного значения изменяют расход продувочного газа пропорционально результирующему управлению и через заданный промежуток времени изменяют расход продувочного газа в противоположном направлении, сравнивают максимальную температуру и соотношение между водородом и азотом с предельными значениями, определяют направление изменения максимальной температуры, при измеренном значении соотношения между водородом и азотом, меньшем заданного значения и/или максимальном значении температуры, меньшем первого предельного значения, прекращают уменьшение расхода продувочного газа, при максимальном значении, большем второго предельного значения прекращают увеличение расхода продувочного газа, при максимальном значении температуры меньшем первого предельного значения и понижении максимальной температуры, корректируют результирующее управление по величине третьего управления по изменению расхода продувочного газа, определяемого в зависимости от максимального значения температуры в зоне реакции. Кроме того, направление изменения максимальной температуры определяют путем сравнения максимального значения температуры в текущем и предыдущем моментах времени. Помимо указанного, коррекцию результирующего управления по величине третьего управления осуществляют путем сравнения результирующего управления с третьим управлением, и при значении третьего управления большем значения результирующего управления принимают результирующее управление равным третьему управлению. Сущность изобретения поясняется чертежами, где приведены: на фиг. 1 - схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - узел устройства, реализующего способ в случае определения концентрации азота в циркуляционном газе. Система для управления режимом технологического объекта в стадии 1 получения азото-водородной смеси и ее очистки содержит колонну 2 синтеза аммиака, измеритель 3 давления в цикле синтеза, измеритель 4 концентрации метана или инертов в цикле синтеза, измеритель 5 соотношения между водородом и азотом или концентрации азота в цикле синтеза, измерители 6 температуры в нескольких точках зоны реакции, исполнительный механизм 7 расхода продувочного газа, первый блок 8 селекции, первый, второй, третий и четвертый блоки сравнения 9, 10, 11, 12, первый и второй регуляторы 13, 14, второй и третий блоки селекции 15, 16, переключатель 17, ограничитель 18, функциональный блок 19, элемент 20 "ИЛИ", блок 21 запаздывания, пятый блок 22 сравнения, третий регулятор 23, элемент 24 "И". Измеритель 3 предназначен для формирования величины Ρ давления в цикле синтеза. Измеритель 4 предназначен для формирования величины концентрации метана или инертов в цикле синтеза. Измеритель 5 предназначен для формирования соотношения S между водородом и азотом в цикле синтеза. Измерители 6 предназначены для определения температуры в нескольких точках зоны реакции колонны синтеза. Исполнительный механизм 7 презназначен для изменения расхода продувочного газа. Первый блок 8 селекции предназначен для выбора максимальной температуры t из температур, подаваемых на его входы. Блок 9 предназначен для сравнения температуры t с первым заданным предельным значением Н t и выработки сигнала Μ в случае tBt. Блок 11 предназначен для сравнения соотношения S между водородом и азотом со своим заданным предельным значением Ms и выработки сигнала N в случае S