合成氨工艺简介14998.docx
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1、合成氨工工艺控制制方案总总结一 合成成氨工艺艺简介中小型氮氮肥厂是是以煤为为主要原原料,采采用固定定层间歇歇气化法法制造合合成氨原原料气。从从原料气气的制备备、净化化到氨的的合成,经经过造气气、脱硫硫、变换换、碳化化、压缩缩、精炼炼、合成成等工段段。工艺艺流程简简图如下下所示: 该该装置主主要的控控制回路路有:(11)洗涤涤塔液位位;(2)洗洗涤气流流量;(3)合合成塔触触媒温度度;(4)中中置锅炉炉液位;(5)中中置锅炉炉压力;(6)冷冷凝塔液液位;(7)分分离器液液位;(8)蒸蒸发器液液位。其中触媒媒温度控控制可采用全全系数法法自适应应控制,其其他回路路采用PPID控控制。二 主要要控制方
2、方案(一)造造气工段段控制 工艺艺简介:固定床间间歇气化化法生产产水煤气气过程是是以无烟烟煤为原原料,周周期循环环操作,在在每一循循环时间间里具体体分为五五个阶段段;(11)吹风风阶段约约37ss;(22)上吹吹阶段约约39ss;(33)下吹吹阶段约约56ss;(44)二上上吹阶段段约122s;(5)吹吹净阶段段约6ss.l、 吹吹风阶段段 此阶段段是为了了提高炉炉温为制制气作准准备的。这这一阶段段时间的的长短决决定炉温温的高低低,时间过长长,炉温温过高;时间过过短,炉炉温偏低低并且都都影响发发气量,炉炉温主要要由这一一阶段控控制。般工艺要要求此阶阶段的操操作时间间约为整整个循环环周期的的18
3、左右。2、上吹吹加氮制制气阶段段 在此阶阶段是将将水蒸汽汽和空气气同时加加入。空空气的加加入增加加了气体体中的氮氮气含量量,是调调节H2/NN2的主主要手段段。但是是为了保保证造气气炉的安安全该段段时间最最多不超超过整个个循环周周期的226。3、上吹吹制气阶阶段该阶段与与上吹加加氯制气气总时间间为整个个循环的的32,随着着上吹制制气的进进行下部部炉温逐逐渐下降降,为了了保证炉炉况和提提高发气气量,在在此阶段段蒸汽的的流量最最好能得得以控制制。4、下吹吹制气阶阶段 为了充充分地利利用炉顶顶部高温温、提高高发气量量,下吹吹制气也也是很重重要的一一个阶段段。这段段时间约占整个个循环的的40左右。5、
4、二次次上吹阶阶段为了确保保生产安安全,造造气炉再再度进行行吹风升升温之前前,须把把下吹制制气时留留在炉底底及下部部管道中的半半水煤气气吹净以以防不测测,故进进行第二二次上映映。这段段时间约约占7左右。6、吹净净阶段这段时间间主要是是回收上上行煤气气管线及及设备内内的半水水煤气。约约占整个个循环的的3。该该阶段是是由吹风风管路送送风,该该段时间间的长短短直接影影响H22/N22.该控制系系统是一一个较复复杂的时时变、间间歇、非非线性、大大滞后控控制系统统。故将将该系统统设计为为串级控控制。造气炉的的工作方方式分为为开车、停停车、正正常造气气、升温温和制惰惰等五种种方式。每每台造气气炉需要要控制1
5、15个电电磁阀,为为了防止止多台炉炉同时进进入吹风风阶段而而引起争争风抢汽汽观象,各各台炉之之间必须须进行吹吹风排队队顺序控控制。控制方案案:1、造气气工段HH2/NN2控制制方案造气工段段是通过过加减氮氮操作来来进行氢氢氮比控控制的,而而加减氮氮操作又又是通过过调节上上下吹加加氮时间间和吹风风回收时时间来实实现的,因因此,该该控制系系统最终终得到的的控制量量要转化化为上下下吹加氮氮时间或或吹风回回收时间间。本系系统的氢氢氮比控控制采用用调节吹吹风回收收时间来来实现。在合成氨氨生产过过程中,影影响氢氮氮比的主主要干扰扰来源是是造气、脱脱硫两个个环节,这这部分仅仅有较小小的滞后后,所以以对脱硫硫
6、制氢采采用PIID闭环环控制和和较高的的采样频频率,这这是控制制的内环环。然后后将造气气脱硫与与变换、脱脱碳、精精炼及合合成组成成一个广广义外环环,采用用预测控控制进行行控制,这这是控制制的外环环。可选选作控制制量的参参数有:脱硫氢氢、变换换氢、补补充氢和和循环氢氢,这四四个氢值值之间的的波动有有一个时时间差,脱脱硫氢到到变换氢氢大约有有5miin,变变换氢到到补充氢氢大约有有15mmin,再由补补充氢到到循环氢氢又有220miin,而而且补充充氢与循循环氢之之间存在在积分关关系,补补充氢中中氢氮比比的微小小变化就就会造成成循环氢氢中氢的的增加与与减小,即即稳定的的补充氢氢并不能能保证循循环氢
7、的的稳定。而而循环氢氢是生产产过程最最终阶段段的信号号,所以以采用循循环氢作作为主调调节参数数,并选选择脱硫硫氢作为为副调参参数,以以克服循循环氢巨巨大的滞滞后。2、H22/N22调节方方法采用改变变加氮空空气量的的方法调调节H22/N22,在上上吹和下下吹阶段段设置用用否加加氮软手手动开关关决定是是否启用用加氮空空气,同同时采用用上下下加氮调调节阀来来改变加加氮空气气量,其其次可以以通过调调整吹净时间间的方法法来调整整H2N2,同同时还采采用打吹吹净软开开关确定定在吹风风阶段是是否提前前关闭烟烟囱阀,以以辅助调调节H22/N22.(三) CO变变换工段段控制 工艺艺简介:工艺流流程图如如下:
8、 中温变变换护的的正常操操作应该该是将各各段催化化剂的温温度控制制在适宜宜的范围围内,以以充分发发挥催化化剂的活活性。同同时用最最低的蒸蒸汽消耗耗实现最最高的CCO变换换率。影影响中变变炉催化化剂床层层温度变变化的因因素很多多,如蒸蒸汽的加加入量、蒸蒸汽的温温度、进进入催化化剂前反反应气体体的温度度、反应应气体的的组成以以及生产产负荷等等。该工段主主要的控控制系统统主要有有:中变变炉入口口温度定定值控制制,入中中变护蒸蒸汽流量量定值控控制,入入中变沪沪中段蒸蒸汽流量量定值控控制,中中变炉下下段温度度控制等等。(1)中中变炉人人口温度度定值控控制系统统该系统是是通过控控制中变变炉的入入口温度度来
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