Спосіб автоматичного управління процесом нейтралізації кислоти у виробництві аміачної селітри в апараті використання тепла нейтралізації

Спосіб автоматичного управління процесом нейтралізації кислоти у виробництві аміачної селітри в апараті використання тепла нейтралізації шляхом регулювання подачі азотної кислоти в залежності від потенціалу платинового електрода відносно стандартного електрода, який відрізняється тим, що потенціал платинового електрода вимірюють всередині реакційної зони апарата нижче точки переливу, при цьому за стандартний електрод застосовують хлоросрібний електрод та електролітичний місток, який з'єднує хлоросрібний електрод і реакційну зону Винахід відноситься до способу автоматичного управління процесом нейтралізації кислоти у виробництві аміачної селітри у ХІМІЧНІЙ промисловості Найближчим до запропонованого способу є спосіб автоматичного управління процесом нейтралізації кислоти у виробництві аміачної селітри в апараті використання тепла нейтралізації (ВТН) шляхом регулювання подачі азотної кислоти в залежності від потенціалу платинового електроду відносно стандартного електроду Платиновий електрод знаходиться при цьому в електролітичній комірці (М А Миниович "Производство аммиачной селитры", Москва, "Химия", 1974 г, с 183-185) Стандартний електрод - це такий самий платиновий електрод, розташований у посудині з еталонним розчином Посудина розташована в тій самій електрохімічній комірці 3 виходу апарату ВТН через комірку проходить розчин селітри Різниця потенціалів вимірювального платинового електроду і стандартного електроду через підсилювач подається до регулювального електронного потенціометру Останній керує роботою клапану, змінюючи подачу кислоти в апарат ВТН доти, поки кислотність розчину аміачної селітри не буде збігатися з кислотністю еталонного розчину ня аміаку, концентрації кислоти, внаслідок чого потрібна стабілізація цих параметрів та підтримування високої надлишкової кислотності розчину аміачної селітри на виході з апарату ВТН Це призводить до значних втрат кислоти та викидам и в оточуюче середовище разом з соковою парою та и конденсатом Крім того, що комірка розташована на виході із апарату ВТН, для її функціонування потрібна наявність потоку розчину селітри Разом з тим при пуску апарату чи технологічних збоях потік з апарату відсутній, а це означає відсутність регулювання Тобто при пуску та збоях цей спосіб не працює Ще одним недоліком відомого способу є наступне - при використанні у виробництві аміачної селітри танкових газів чи газів дистиляції виробництва сечовини внаслідок нестабільності їх складу можливе різке зниження КІЛЬКОСТІ аміаку, який надходить в апарат ВТН Система, прагнучи відновити рівновагу, може повністю припинити подачу кислоти При цьому реакція затухає і проток розчину крізь комірку припиняється Регулювання відсутнє, виникає збій В основі винаходу стоїть завдання удосконалити спосіб автоматичного управління процесом нейтралізації кислоти, в якому керуюча дія на подачу азотної кислоти обумовлюється сигналом платинового електроду з реакційної зони апарату, за рахунок чого досягається збільшення точності управління процесом, виключення збоїв у роботі, Недоліком описаного способу є те, що вимірювання кислотності здійснюється поза реакційної зони, що суттєво збільшує шерційність регулятору, тим самим знижуючи точність регулювання Внаслідок більш великого часу затримки система не слідкує за різкими стрибками витрачан Зоя О о ^со 43404 забезпечення можливості автоматичного пуску виробництва, зниження втрат та викидів в оточуюче середовище кислоти і аміаку Це завдання вирішується тим, що у способі автоматичного управління процесом нейтралізації кислоти у виробництві аміачної селітри шляхом регулювання подачі азотної кислоти у залежності від потенціалу платинового електроду відносно стандартного електроду, згідно з винаходом, потенціал платинового електроду вимірюють всередині реакційної зони апарату нижче точки переливу розчину аміачної селітри, а функцію стандартного електроду виконує хлорсрібний електрод, з'єднаний з реакційною зоною за допомогою електрохімічного містка Розміщення платинового електроду у реакційній зоні всередині стакану апарату ВТН нижче точки переливу дозволяє різко знизити інерційність визначення складу продуктів реакції і тим самим підвищити точність управління процесом Підвищення точності управління процесом дозволяє знизити надлишкову кислотність і, як слідство, втрати на викиди в оточуюче середовище кислоти і аміаку Крім того, таке розміщення платинового електроду дозволяє управляти процесом подачі кислоти навіть у відсутності на виході апарату розчину (при наявності збої у подачі аміаку та кислоти, а також при пусках виробництва) Використання хлорсрібного електроду, з'єднаного з реакційною зоною за допомогою електролггичного містка дозволяє отримати стабільний опорний потенціал для визначення потенціалу платинового електроду Запропонований спосіб пояснюється за допомогою схеми, на якій 1 -апарат ВТН, 2 - барботер аміаку, 3 - барботер азотної кислоти, 4 - клапан, 5 - стакан, 6 - платиновий електрод, 7 - стандартний електрод, 8 - електронний перетворювач, 9-точка переливу В апарат ВТН (1) через барботер (2) подають газоподібний аміак, а через барботер (3) та клапан (4) азотну кислоту Вони реагують між собою у стакані (5) Продукти реакції впливають на потенціал платинового електроду (6) РІЗНИЦІ потенціалів між платиновим електродом (6) та стандартним електродом (7) через електронний перетворювач (8) управляє подачею азотної кис лоти за допомогою клапану (4) Стехіометричному співвідношенні реагуючих компонентів відповідає певний потенціал платинового електроду (6) При надлишковій кислотності потенціал платинового електроду збільшується Це призводить до зменшення подачі кислоти за допомогою клапану (4) до відновлення стехіометричного співвідношення При надлишку аміаку потенціал платинового електроду (6) зменшується, що призводить до збільшення подачі кислоти до відновлення стехіометричного співвідношення Спосіб випробувався у промислових умовах виробництва аміачної селітри Вузли вводу та електроди були установлені на апараті ВТН у реакційній зоні (стакані) на глибині приблизно 2 метри Протягом всього часу випробувань технологічні параметри змінювалися в таких межах - температура в апараті ВТН від 130 до 145°С, - концентрація плаву в апараті ВТН до 80%, - навантаження по аміаку від 3000 до 6000 м3/годину, - навантаження по газах дистиляції постійно довільно змінювалося до 3000 м3/год з амплггудою 1000 м3/год Потенціал вимірювався за допомогою персонального комп'ютера з платами цифро-аналогового і аналого-цифрового перетворювачів Для регулювання застосовувалися ДІЮЧІ електропневмоперетворювач та регулювальний клапан подачі азотної кислоти Як електролггичний місток використовувалася тефлонова трубка з мінеральною набивкою довжиною близько 3 метрів Результати випробувань показали, що запропонований спосіб регулювання забезпечував підтримування концентрації азотної кислоти в розчині на виході з апарату ВТН в межах 0,5-1,0 грам на літр (згідно З регламентом до 5 грам на літр), а амплггуда коливань концентрації кислоти склала приблизно 0,5 грам на літр, при цьому конденсат сокової пари з апарату був практично нейтральним Спосіб забезпечував регламентні значення концентрації кислоти в розчині на виході з апарату ВТН та в соковій парі при змінюванні витрачання аміаку на 25-30% Збої в роботі були відсутні Таким чином, запропонований спосіб автоматичного управління процесом нейтралізації кислоти дозволяє збільшити точність регулювання, виключити збої в роботі, знизити втрати та викиди в оточуюче середовище кислоти і аміаку 43404 HNO 4 NK Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3