Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Березниковский филиал

Кафедра автоматизации технологических процессов

Курсовая работа

по дисциплине «Технологические измерения и приборы» на тему

«Нейтрализация аммиачной селитры»

Выполнил студент группы АТП-23Д:______________ Толкачев И.А.

Проверил: д.т.н., проф._____________ Затонский А.В.

Оценка« »« » 20 г.

Березники, 2025

Оглавление

1. Описание объекта управления 3

2. Система автоматического контроля технологических параметров 7

3. Подбор измерительных приборов 11

4. Предложение по улучшению качества регулирования процесса 12

5. Перечень и описание контрольно-измерительных приборов и автоматики 16

5.1 Расходомеры 16

5.2 Уровнемеры 19

5.3 Преобразователь pH-4121.Д 20

5.4 Термоэлектрические преобразователи 21

Литература 22

1. Описание объекта управления

Нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком.

Азотная кислота подается в агрегат центробежным насосом из склада цеха неконцентрированной азотной кислоты, распределяется на два подогревателя поз. Т-2_1,2, где нагревается до температуры 1,2 TIR 11 75-90 ^оС за счет теплоты конденсации сокового пара, и далее поступает в два аппарата ИТН P-3_1,2. Давление PIRA^H_L 3 азотной кислоты на входе в агрегат 0,2-0,6 Мпа контролируется на ЦПУ. Схема указана на Рисунок 1

Массовый расход FIRS_LA_L 14 азотной кислоты на входе в агрегат регистрируется на ЦПУ и суммируется. Массовый расход 1,2 FFIRC-2 азотной кислоты в аппарат ИТН поз. Р-3_1,2 должен быть 23000-52500 кг/ч, поддерживается автоматически в заданном соотношении с массовым расходом аммиака и с коррекцией по рН раствора аммиачной селитры на выходе из аппарата ИТН.

Соотношение NH₃ : НNО₃ = 1: (6,5-7).

Газообразный аммиак поступает в агрегат из отделения испарения и захолаживания аммиака цеха № 1А c давлением PI-15 0,18-0,25 Па. Массовый расход FIR 13 аммиака на входе в агрегат регистрируется и суммируется с коррекцией по температуре ТIR 18 и давлению РIR 13.

На входе аммиака в агрегат установлена электрозадвижка HVA-18, управляемая дистанционно из ЦПУ, и отделитель-испаритель поз. Х-37 для отделения примесей жидкого аммиака и масла от газообразного аммиака. Жидкий аммиак испаряется за счет теплоты конденсации пара давлением PIRCA^H 27 не более 0,8, подаваемого во внутренний змеевик аппарата.

Из аппарата поз. Х-37 аммиак направляется в трубное пространство подогревателя поз. Т-1, где нагревается до температуры TIR 21 120-180 ^оС паровым конденсатом, поступающим в межтрубное пространство из пароувлажнителя поз. Х-42. Давление газообразного аммиака перед подогревателем поз. Т-1 стабилизируется автоматически регулятором PIRC 1. Из подогревателя аммиак поступает в реакционную зону двух аппаратов ИТН.

Заданная нагрузка по аммиаку на аппарат ИТН поддерживается автоматически регулятором массового расхода 1,2 FIRCA^H_L 1. Массовый расход аммиака в аппарат ИТН должен быть 3600-7500 кг/ч, отклонение расхода аммиака от заданного на 5 % сигнализируется на ЦПУ.

Процесс нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком осуществляется в двух параллельно работающих аппаратах ИТН поз. Р-3_1,2 под избыточным давлением 1,2 РIR4 не более 0,005 Мпа, то есть близким к атмосферному, с получением раствора аммиачной селитры с массовой долей 1,2 Q-15 NH₄NO₃ не менее 89 %. Температура 1,2 TIRS_LA_L 22-1 в реакционной зоне аппарата ИТН, вне реакционного стакана 1,2 TIRS ^HA^H 22-2 должна быть 148-165 ^оС. При достижении минимального или максимального значения температуры срабатывает сигнализация и блокировка на ЦПУ.

В аппаратах ИТН поддерживается слабокислая среда. Массовая концентрация 1,2 Q 15 НNО₃ в растворе аммиачной селитры после аппарата ИТН должна быть 1,0..4,0 г/дм³ свободной НNО₃. рН раствора 1,2 QIRСА_L 1 регулируется автоматически с помощью клапана тонкой дозировки, установленного на линии подачи аммиака в аппарат ИТН поз. Р-3_1,2.

Из аппаратов ИТН раствор аммиачной селитры поступает в донейтрализатор поз. Р-4 для нейтрализации избытка азотной кислоты газообразным аммиаком и подщелачивания раствора перед подачей его на упаривание, введения раствора нитрата магния из хранилища поз. Е-107_1,2.

Водородный показатель QIRCS_LA_L 3 раствора после донейтрализатора поз. Р-4 не менее 5,0 ед.рН (массовая концентрация свободного NH₃ в растворе 0,1-0,5 г/дм³) регулируется автоматически с помощью клапана QCV 3, установленного на линии подачи аммиака в донейтрализатор. Для измерения рН на линии выхода раствора из аппарата поз. Р-4 установлены два УРП с рН-метрами, появление закисленного раствора после аппарата сигнализируется.

Для исключения попадания закисленного раствора на стадию упаривания перед выпарным аппаратом поз. Т-10 установлен контрольный донейтрализатор поз. Р-4А, с подачей в него аммиака.

Водородный показатель раствора QIRS_LA_L 5 в аппарате поз. Р-4А не менее 5,0 ед.рН (массовая концентрация свободного NH₃ в растворе 0,1-0,5 г/дм³) регулируется дистанционно с помощью клапана-отсекателя HCVSA 23, установленного на линии аммиака в донейтрализатор поз. Р-4А. Для измерения рН раствора установлены два УРП с рН-метрами, появление закисленного раствора на выходе из аппарата сигнализируется.

Температура ТIR 15 раствора после аппарата поз. Р-4, температура ТIR 33 раствора после поз. Р-4А регистрируются на ЦПУ.

При достижении массовой доли 1,2 Q 15 NH₄NO₃ в растворе не менее 89 %, массовой концентрации добавок и рН раствора согласно нормам, раствор из контрольного донейтрализатора поз. Р-4А поступает в выпарной аппарат поз. T-10.

Рисунок 1 – Функциональная схема технологического процесса отделения нейтрализации