2.Автоматизація процесу синтезу аміаку.

Ефективність процесу синтезу аміаку в значній мірі визначається створенням в зоні каталізу оптимального температурного режиму, який залежить від складу, тиску, об'ємної швидкості циркуляційного газу і властивостей каталізатора. Якщо температурний режим, кількість продувних газів та інші параметри забезпечують задану продуктивність по аміаку, то знижений тиск свідчить про хорошу роботу системи синтезу аміаку.

Швидкість реакції синтезу аміаку залежить від складу газової суміші. Оптимальним складом при рівновазі є стехіометричний. Максимальна швидкість реакції в робочих умовах спостерігається при співвідношенні Н2: N2 = 2,5 - 2,8, яке підтримується на заданому рівні зміною витрати повітря на стадії конверсії метану.

Збільшення вмісту аміаку в газі на вході в реактор призводить до збільшення тиску (так як знижується швидкість реакції синтезу), а зменшення початкової концентрації аміака до більш високих ступенів перетворення і відповідно до зниження тиску в системі. При підвищенні тиску температура в реакторі підвищується, так як зростає ступінь перетворення і, відповідно, тепловиділення, яке призводить до підвищення температури. При надходженні надлишкової кількості свіжого синтез-газу відбувається зростання тиску і, відповідно, підвищення температури в зоні каталізу. Зменшення вмісту інертних газів на вході в реактор призводить до підвищення швидкості процесу і ступеня конверсії, в результаті чого температура в реакторі підвищується. Постійний тиск в циклі підтримується регулятором тиску 11 шляхом зміни витрати продувочного газу за допомогою регулюючого клапана 37. Склад свіжого газу регулюється на попередніх стадіях виробництва.

Температуру газу на вході в колону синтезу підтримують постійню за допомогою регулятора 12 температури, що впливає на регулюючий клапан 38 подачі холодного газу по байпасній лінії повз виносного теплообмінника, Температурний режим в колоні синтезу підтримують на кожній полиці регуляторами температури 13-16 шляхом автоматичної подачі холодного газу на полки за допомогою регулюючих клапанів 39-42.

Важливими вузлами регулювання є вузли видачі рідкого аміаку з конденсаційних колон 1 і 9 і з сепаратора 6 за допомогою регуляторів рівня 17-19 і регулюючих клапанів 43-45. Передбачено також автоматичне підтримання сталості рівнів в випарниках рідкого аміаку за допомогою регуляторів 20 і 21 та регулюючих клапанів 46 і 47.

Для здійснення функцій контролю основних технологічних параметрів передбачена установка ряду контрольно-вимірювальних приладів .

Найважливішими є прилади для вимірювання:

температур поверхні стінки колони (датчик 22),

газу на виході колони (датчик 23),

свіжої азотоводневої суміші (датчик 24),

циркуляційного газу на вході у виносний теплообмінник, газоподібного аміаку на виході випарників (датчики 25 і 26);

тисків свіжої азотоводородной суміші (датчик 27), рідкого і газоподібного аміаку (датчики 28-30);

витрат свіжої азотоводородной суміші (датчик 31), продувочного газу (датчик 32), циркуляційного газу (датчик 33);

складу циркуляційного (датчика 34), свіжого (датчик 35) і продувочного (датчик 36) газів.

Умовні позначення приладів і засобів автоматизації

TRC	Прилад для вимірювання температури реєструючий, встановлений на щиті (термометр манометричний, мілівольтметр, логометр, потенціометр, міст автоматичний і т.п.)
TR	Прилад для вимірювання температури, реєструючий, встановлений на щиті (мілівольтметр самописець, логометр, потенціометр, міст автоматичний і т. п.)
TI	Прилад для вимірювання температури, показуючий, встановлений по місцю (термометр ртутний, термометр манометричний і т. п.)
FR	Прилад для вимірювання витрати, реєструючий
QR	Прилад для вимірювання концентрації, реєструючий
PR	Прилад для вимірювання тиску (розрідження) реєструючий, встановлений на щиті. Наприклад, будь-який вторинний прилад для реєстрації тиску
FI	Прилад для вимірювання і показу витрати, встановлений за місцем. Наприклад, дифманометр показувальний
LRC	Прилад для вимірювання рівня, регулюючий, реєстуючий, встановлений на щиті Наприклад, електричний регулятор-сигналізатор рівня
PRC	Прилад для вимірювання тиску реєструючий, регулюючий, встановлений на щиті. Наприклад, будь-який реєструючий регулятор температури
PI	Прилад для вимірювання і показу тиску (розрідження), встановлений за місцем. Наприклад, будь-який показувальний манометр, дифманометр, тягомір, напоромір, вакуумметр тощо

Таблиця 2. Технологічна карта

Параметр	Одиниці вимірювання	Номінальні значення	Допустиме відхилення
Температура газу на вході в колону синтезу Температура газу на виході з колони синтезу Температурний режим у кожній колоні Температура свіжої азотоводневої суміші Регулювання рівня у випарнику Тиск свіжої азотоводневої Тиск рідкого аміаку Тиск газоподібного аміаку Склад циркуляційного газу(аміак) Склад свіжого газу Склад продувочного газу Витрата свіжої азотоводородной суміші Витрата продувочного газу Витрата циркуляційного газу	ºС ºС ºС ºС МПа МПа МПа % % % м3/год м3/год м3/год	160 335 165 40 31,5 2 31,5 11 - 2 1000 - -	±20 ±5 ±25 ±5 ±0.5 ±0.2 ±0.5 ±1 - ±0.2 ±50 - -

автоматизация

Контур 1:

Підтримання витрати азотоводородной суміші на рівні 1000м3 / год.

Час перебування газу в контактній зоні визначається витратою азотоводородной суміші, який вимірюється діафрагмою 1-1 (ДКС-0,6-200). Перетворювач витрати 1-2 (13ДД11) і кореневої перетворювач 1-3 (ПФ1.17) перетворять сигнал в пневматичний уніфікований - 0,02 ... 0,1 МПа. Вторинний реєструючий прилад 1-4 (ПВ10.1П) запам'ятовує поточний стан пневмосигнала, а регулюючий пристрій 1-5 (ПР3.31) виробляє регулюючу дію з ПІ-закону на клапан з пневмоприводом 1-6 (25ч38нж (НЗ)), який змінює швидкість проходження азотоводородной суміші по трубопроводу. Витрата суміші, таким чином, стабілізується.

Контур 2:

Регулювання рівня рідини в теплообміннику.

Матеріальний баланс в конденсаторі 3 підтримується регуляторами рівня шляхом зміни відбору речовин. Буйковий рівнемір 2-1 (УБ-П) вимірює рівень рідкого речовини в теплообміннику 3, а вихідний пневмосигнала подається на вторинний реєструючий прилад 2-2 (ПВ10.1). Далі, аналогічно контуру 1, виробляється регулюючий вплив від приладу 2-3 (ПР31.3) на пневмоклапан 2-4 (25ч38нж (НЗ)). Таким чином, рівень рідини в теплообміннику підтримується на постійному рівні.

Контур 3:

Вироблення коригуючого впливу.

Цей контур служить для вимірювання температури охолодженого аміаку після аміачного випарника 4. Термоелектричний перетворювач 3-1 (ТХА-0179) перетворює дані про температуру в електричний сигнал. Далі цей сигнал наводиться до уніфікованого за допомогою нормирующего перетворювача 3-2 (Ш79). Аналоговий перетворювач 3-3 (ЕПП) перетворює електросигнал в уніфікований пневматичний. Цей пневмосигнала буде коригувальним в контурі 4.

Контур 4:

Регулювання рівня рідини в амміачном випарнику.

За допомогою рівнеміра 4-1 (УБ-П) вимірюється рівень рідини всередині аміачного випарника 4 і реєструється за допомогою приладу 4-2 (ПВ10.1). Пристрій регулювання співвідношення 4-3 (ПР3.33-М) приймає два стандартних пневмосигнала: від приладу 4-2 і від приладу 3-3 контуру 3, причому сигнал від 3-3 розглядається, як коригувальний вплив на регулювання рівня в аммиачном випарнику. Далі, керуючий вплив формується аналогічно контуру 1.

Контур 5:

Регулювання тиску в зливний ємності. Перетворювач вимірювальний тиску 5-1 (13ДІ30) служить для вимірювання тиску в зливний ємності 9. Його вихідний сигнал (уніфікований пневматичний) подається на реєструючий прилад 5-2 (ПВ10.1П), а Керуючий вплив на клапан 5-4 формується аналогічно контуру 1 . Таким чином, за рахунок зміни витрати виділених газів, стабілізується тиск всередині ємності 9.