3.1 А пал її об'єкту керування 3.1.1 Короткий опис об'єкту керування

Усі способи отримання азотної кислоти застосовані на контактному окислені аміаку киснем повітря з наступною переробкою окислів азоту шляхом поглинання їх водою.

Об'єктом автоматизації є відділення окислення аміаку та охолодження нітрозних газів у виробництві слабкої азотної кислоти під тиском 0,73 МПа. Сировиною для виробництва слабкої азотної кислоти є рідкий аміак (ГОСТ 6221-62) та атмосферне повітря.

На ділянці, що є об'єктом автоматизації, відбуваються такі стадії технологічного процесу:

• випарювання та очистка аміаку;

• підготовка аміачно-повітряної суміші,

• окислення аміаку та охолодження нітрозних газів.

Рідкий аміак з тиском 1,3-1,4 МПа надходить у комбінований апарат поз.7, який складається Із випаровувача, фільтра та підігрівача. У випаровувачі рідкий аміак випаровується при температурі 30° С і тиску 1,2 МПа водяною парою Р-1,6 МПа, підігрівається до температури 100-110° С і надходить у змішувачі 2.

Повітря з температурою 125° С подається у підігрівам 1, де нагрівається до температури 245-250° С нітрозними газами, які виходять з окислювача 5.

Аміак та повітря змішуються у змішувачі 2. Об'ємна доля аміаку у суміші становить 9,5-11,0%.

Аміачно-повітряна суміш (АПС) надходить на каталізаторні сітки контактного апарату 3, де при температурі 890-930° С відбувається окислення аміаку з утворенням окисів азоту, водяної пари та елементарного азоту.

Окислення аміаку здійснюється на каталізаторних сітках з платіно-радієво-паладієвог о сплаву.

Стадія конверсії аміаку у значній мірі визначає показники усього виробництва азотної кислот. Від умов та якості її проведення залежать втратні коефіцієнти по аміаку, втрати каталізаторів та енергетичні можливості схеми.

Гарячі нітрозні гази надходять у котел-утилізатор 4, де охолоджується до температури 250°С. У котлі при цьому відбувається випаровування хімочищеної води Із утворенням водяної пари (Р=1,6 МПа і температура 230°С)

Далі нітрозні гази надходять у окислювач 5, де Продовжується реакція окислення із підвищенням температури до 310°С.

Із окислювача нітрозні гази надходять у підігрівач повітря 1, де за рахунок їх охолодження до 230°С повітря нагрівається від 125°С до 245-250°С

Далі нітрозні гази надходять у підігрівач хвостових газів 6, де охолоджуються до температури 150-160°С, нагріваючи хвостові гази від 35°С до 110°С, а далі поступають у кожухотрубчасті холодильники конденсатори.

Норми технологічного режиму наведені у таблиці 3.1

5

Таблиця 3.1 Норми технологічного режиму

Технологічне обладнання встановлено у закритому вентильованому виробничому приміщені із такими кліматичними умовами:

• температура 18-20°С, не більше 35°С;

• відносна вологість-до 60%

Категорія виробництва за вибухопожежонебезпекою "Б" згідно з ОНТП -24-86. 3 .1.2 Аналіз технологічних величин

Ефективність процесу окислення аміаку в значній мірі визначається створенням в зоні контактування оптимального температурного режиму, який є прямим показником ступені окислення аміаку, і залежить віл складу ЛИС, швидкості реакції окислення і якості каталізатора.

При підвищенні температури контактування, підвищується ступень окислення, відповідно, знижується витратний коефіцієнт по аміаку. З іншого боку, при підвищені температури збільшується витратний коефіцієнт на платиноїдному каталізаторі,

Значний вплив на процес окислення аміаку чинигь вміст кисню у ЛИС, який надходить на окислення. У відповідності до рівняння хімічної реакції

6

співвідношення кисню і аміаку у складі ЛИС дорівнює 1,25, але на практиці вихід окисів азоту при цьому не перевищує 60-80%.

Для підвищення швидкості реакції окислення і підвищення виходу окислів азоту практично беруть співвідношення кисню і аміаку n≥1,7, при цьому вміст аміаку у АПС повинен становити приблизно 11,5% min, а температура в зоні контактування змінюється в межах 890-930°С

Таким чином, в процесі окислення аміаку регулювання співвідношення повітря і аміаку та регулювання температури на платиноїдних сітках є основним вузлом системи керування. Для підвищення якості регулювання співвідношення повітря-аміак необхідно знати точні значення їх витрати. Дійсну витрату повітря і аміаку у робочій точці визначають за математичною залежністю між дійсними і виміряними значеннях їх витрати з урахуванням тиску і температури повітря і аміаку. Співвідношення дійсних витрат повітря і аміаку підтримується шляхом зміни подачі аміаку по основному трубопроводі. Витрата повітря стабілізується на постійному значені.

Зниження якості каталізатора приводить до зниження швидкості реакції окислення, виходу окисів азоту і зниження температури контактування. Для підвищення виходу окисів азоту необхідно по значенню температури в зоні контактування змінювати подачу аміаку по байпасній лінії

Значний вплив на температуру в зоні контактування вносить температура ЛИС. Для ліквідації цієї збурюючої дії необхідно регулювати температуру газоподібного аміаку шляхом зміни подачі пари у апарат підготовки аміаку.

Для одержання більш повної інформації про стан об'єкту керування необхідно контролювати температуру матеріальних потоків на входах і виходах апаратів.

Для ведення облікової документації необхідно реєструвати витрати повітря, аміаку та водяної пари.

3,1.3 Задачі контролю та керування технологічним процесом

Задачі контролю та керування процесом, які вирішує проектуєма система керування витікають, із аналізу об'єкту керування і оцінки загального рівня автоматизації технологічного процесу і представлені в таблиці 3,2.

Таблиця 3.2 Задачі контролю та керування

7