АВТОМАТИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

5 АВТОМАТИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Для контроля и регулирования технологического процесса технологическое оборудование обеспечено КИП. В специальных журналах /3/ производится запись показаний КИП ежесменно.

По автоматизации технологических процессов предусмотрено следующее:

- КИП, установленные в пожароопасных помещениях, должны удовлетворять ПУЭ;

- все приборы и щиты в пожароопасных должны быть заземлены независимо от применяемого напряжения согласно ПУЭ.

Схема автоматизации процесса концентрирования разбавленной азотной кислоты методом ее перегонки в присутствии серной кислоты на основе закономерностей, изложенных выше. В качестве постоянных параметров принимают концентрацию продукционной кислоты и концентрацию отработанной серной кислоты.

5.1 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Участок предназначен для производства по регенерации серной кислоты. Концентрированная серная кислота представляет собой бесцветную дымящую жидкость желтого цвета, взрывопожаробезопасна.

 В производстве концентрированной серной кислоты основное оборудование следующее:

а) Концентрационная колонна типа ГБХ, предназначенная для концентрирования слабой азотной кислоты;

б) холодильник – конденсатор предназначен для конденсации крепкой азотной кислоты и окислов азота;

в) абсорбер предназначен для поглощения окислов азота и получения слабой азотной кислоты;

г) Топка, предназначенная для сжигания топлива;

д) Вихревая колонна БМКСХ – аппарат, предназначенный для концентрирования отработанной серной кислоты;

х) Холодильник концентрированной серной кислоты предназначен для охлаждения.

Отделение концентрирования серной кислоты предназначено для получения концентрированной серной кислоты концентрации не менее 92 %. Процесс концентрирования азотной кислоты происходит в концентрационных колоннах типа БМКСХ. Процесс концентрирования протекает параллельно с процессом денитрации рекуперированных и уловленных кислот из третьего производства.

Слабая азотная кислота из отделения абсорбции, рекуперированные и уловленные кислоты третьего производства, концентрированная серная кислота из напорных баков (поз. 5) самотеком через щелевые дозировочные расходомеры поступают в концентрационную колонну (поз. 1).

 Уровень кислот в напорных баках (поз. 5) следует поддерживать всегда постоянным.

Концентрированная серная кислота поступает на 4-6 царги колонны (поз. 1), слабая азотная кислота в 8-9 царги, рекуперированные и уловленные кислоты третьего производства поступают в десятую царгу колонны (поз. 1).

Одновременно с подачей кислот в дно колонны (поз. 1), в противоток стекающей смеси кислот /2/ для отгонки азотной кислоты из отработанной серной кислоты, подается через форсунку пар и в колонне образуется тройная смесь. При этом серная кислота присоединяет к себе воду, понижая парциальное давление водяных паров в смеси. Вода, ранее связанная с азотной кислотой, образует соединения с серной кислотой:

HNO₃∙ ( H₂O ) _n + H₂SO₄ = HNO₃ + H₂SO₄· ( H₂O ) _n (5.1)

В процессе концентрирования азотной кислоты происходит ее частичное разложение на окислы азота, образующие с серной кислотой нитрозилсерную кислоту, поэтому последнюю необходимо денитрировать паром. Процесс денитрации протекает полнее при концентрации серной кислоты ниже 70 %. Расход серной кислоты определяется в зависимости от концентрации исходной азотной кислоты и пара с учетом нагрева отработанной кислоты до 150-170°С и разбавления до ее концентрации 68 - 70 % H₂SO₄.

Азотная кислота, освобожденная от воды, но с большой массовой долей окислов азота, в парообразном виде поднимается в верхние царги № 6, 7, 8 колонны (поз.1), где, барботируя через слой серной кислоты, окончательно теряет влагу, затем проходит через царги № 4, 5, которые служат брызгоуловителями серной кислоты.

Освобожденные от влаги пары азотной кислоты поступают в верхние царги колонны (поз.1), образующие дефлегматор /1/, где за счет продувки паров азотной кислоты через стекающую противотоком из конденсатора (поз.2) в жидком состоянии азотную кислоту происходит отдувка окислов азота.

После прохождения колонны (поз.1), пары азотной кислоты поступают в конденсатор (поз.2), где за счет охлаждения происходит конденсация азотной кислоты из парообразного состояния в жидкое.

Сконденсированная азотная кислота стекает в общий коллектор конденсатора, откуда в дефлегматор колонны для отдувки окислов азота и, пройдя холодильник (поз.2), с температурой 30°С поступает в склад готовой продукции.

Из склада концентрированная азотная кислота передается в третье производство.

В колонне (поз.1) и конденсаторе (поз.2) постоянно поддерживается разрежение 1,27 МПа. Серная кислота постепенно, насыщаясь водой, стекает по царгам вниз и перекачивается в отделение концентрации серной кислоты.

При работе колонны (поз.1) по денитрации отработанных кислот цеха № 3 температура газовой фазы 6-ой царги колонны повышается в зависимости от нагрузки с целью получения азотной кислоты после холодильника готовой продукции с массовой долей основного продукта 50-55 % для дальнейшей ее переработки совместно со слабой азотной кислотой, получаемой абсорбцией паров окислов азота.

В отделении концентрирования серной кислоты идет процесс регенерации серной отработанной кислоты в вихревой колонне.

Основной задачей автоматики работы установок является поддержание заданной температуры в колонне ГБХ (поз.1), холодильнике – конденсаторе азотной кислоты, разрежения в колонне ГБХ (поз.1), давления и температуры пара в общей магистрали, расхода кислот на входе в колонну ГБХ (поз.1), температура серной кислоты на выходе из холодильника, температура топочных газов на входе в колонну БМКСХ (поз.13), давление газов до и после ГРП.

С этой целью на каждой из установок устанавливаются комплекты приборов для контроля величины температуры, состоящие из термометра сопротивления платинового ТСП – 5081 – 01, на щите диспетчера автоматического моста /9/.

Для контроля на выходе температуры готовой продукции (серной кислоты) по месту установлен термометр сопротивления (16 – 1), на щите автоматический мост (16 – 2).

Для измерения давления пара по месту установлен манометр (2–1) и на щите вторичный показывающий регистрирующий прибор; температуры пара в общей магистрали устанавливаются термометр сопротивления (3–1) и автоматический мост (3–2) по месту и на щите диспетчера соответственно.

Разрежение в колонне ГБХ фиксирует манометр (7 – 1), установленный по месту, на щите вторичный показывающий регистрирующий прибор (8 – 2) /9/.

По месту установлены 2 манометра для регистрации давления природного газа до и после ГРП.

Щиты выбраны по ОСТ 36.13 – 76 . Электропитание щитов осуществляется по сети переменного тока, напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

В таблице 5.1 указаны основные параметры контроля и регулирования.

Таблица 5.1 - Перечень параметров контроля и регулирования

На основе таблицы 5.1 составляем таблицу 5.2 /9/, в которой для каждого аппарата указываем величины параметров, их размерности и требуемые виды автоматизации.

Таблица 5.2 – Предельные величины параметров и их размерность, требуемые виды автоматизации

Продолжение таблицы 5.1

В таблице 5.3 приведена спецификация, в которой указаны основные КИП и А и их основные характеристики (шкала, предел измерений, единица измеряемой величины, класс точности)

6 СТРОТЕЛЬНО – МОНТАЖНАЯ ЧАСТЬ

Исходные данные:

1. Географическое положение и климат: проектируемая стадия концентрирования серной кислоты расположена на промышленной площадке ФКП КГ КПЗ г. Казань.

Проектируемый цех расположен на территории г. Казань. Площадь для проектирования цеха имеет ровную поверхность. Производственные здания расположены с учетом безопасных расстояний, санитарных и противопожарных требований. Безопасное расстояние между складами принимается не менее 15 метров.

Цех денитрации и концентрирования кислот имеет:

Отделение денитрации и концентрирования азотной кислоты и отделение концентрирования серной кислоты.

Температура в зимнее время (25 ºС)

Глубина промерзания грунта 4,5 м

Скоростной напор ветра 35 кг/м³

Уровень грунтовых вод 6 м

Похожие работы

Регенерация азотной и серной кислоты

Скачать

135937

46

0

... Содержание прокаленного остатка, в % 0,4 4.      Содержание окислов азота N2O3, в %, не более 0,01 5.      Содержание железа, в %, не более 0,2 3. Отработанные и вытесненные кислоты представляют собой тройную смесь азотной и серной кислот, а также воды. Таблица №5 - Состав тройных смесей № Наименование составных частей Отработанной кислоты Вытесненной кислоты 1.      Азотная ...

Производство серной кислоты из серы

Скачать

22960

4

2

... еще не всегда осуществима. В то же время отходящие газы – наиболее дешевое сырье, низки оптовые цены и на колчедан, наиболее же дорогостоящим сырьем является сера. Следовательно, для того чтобы производство серной кислоты из серы было экономически целесообразно, должна быть разработана схема, в которой стоимость ее переработки будет существенно ниже стоимости переработки колчедана или отходящих ...

Производство серной кислоты

Скачать

15534

0

7

... между трубками теплообменников, расположенных в контактном аппарате между полками с контактной массой, нагревается до 450 °С и поступает на верхний слой катализатора, где 70...75 % Рис. 2.2. Схема производства серной кислоты контактным способом: 1, 2—промывные башни (полая и с насадкой); 3 — электрофильтр; 4 — башня с насадкой; 5 - турбокомпрессор; 6 - теплообменник; 7 — контактный аппарат; ...

Обеспечение экологической безопасности путем разработки малоотходного способа реутилизации сернокислых отходов аккумуляторных батарей

Скачать

45241

0

5

... 300 С ). Недостатком схемы является большой расход щелочи и сложность регенерации ее из шлама [ 3 ]. Глава 2. Обеспечение экологической безопасности путем разработки малоотходного способа реутилизации сернокислых отходов аккумуляторных батарей Экологическая безопасность и эффективное функционирование экономики каждого государства неразрывно связаны с транспортной отраслью. Транспортные ...