合成氨基本工艺控制专项方案总结.docx

合成氨工艺控制方案总结%s.d1}0U-J%H8q1x4~){dj一合成氨工艺介绍7h:k-`"q0f'q6u$J中小型氮肥厂是以煤为关键原料，采取固定层间歇气化法制造合成氨原料气。从原料气制备、净化到氨合成，经过造气、脱硫、变换、碳化、压缩、精炼、合成等工段。工艺步骤简图以下所表示：9l5a4Z+d4]%|7y)n5g8b9n5P4V'm)h/\!e该装置关键控制回路有：（1）洗涤塔液位；(P"O,S*l'e$bH/j!{%C8x（2）洗涤气流量；9j(FH5f'X#O(o$R*s（3）合成塔触媒温度；!S!~/T#b,n3s（4）中置锅炉液位；'|a)t`-s7k-Wz#D（5）中置锅炉压力；'Z/?,l-t8N+Y"D)y（6）冷凝塔液位；,g*p!h4G*W3}（7）分离器液位；$g'Z3C:u;}2{&U4g（8）蒸发器液位。"[*m7u%t#z+B-_5F8`其中触媒温度控制可采取全系数法自适应控制，其它回路采取PID控制。6?8?:e'y7p3{;B'p#u/z二关键控制方案!R-B'@&[8R)@（一）造气工段控制w1|!G.V(g;d*O+K!J)v工艺介绍：+e0H"M*?M固定床间歇气化法生产水煤气过程是以无烟煤为原料，周期循环操作，在每一循环时间里具体分为五个阶段；(1)吹风阶段约37s；(2)上吹阶段约39s；(3)下吹阶段约56s；(4)二上吹阶段约12s；(5)吹净阶段约6s.8g7G.`/K"d;Xl、吹风阶段7M4g2U2M4d)F"^3F8m$`%c此阶段是为了提升炉温为制气作准备。这一阶段时间长短决定炉温高低，%a+~+B$l,n.K&Z6i时间过长，炉温过高；时间过短，炉温偏低而且全部影响发气量，炉温关键由这一阶段控制。%E+e:D.t/T;I$b3p+o-{般工艺要求此阶段操作时间约为整个循环周期18％左右。,[,@"}0Z;u#@7y4J2、上吹加氮制气阶段'f,z:e$N9X1e#r在此阶段是将水蒸汽和空气同时加入。空气加入增加了气体中氮气含量，是调整(f+|&g$Q%H2t#BH2/N2关键手段。不过为了确保造气炉安全该段时间最多不超出整个循环周期26％。0E5K7m9p$_6N!m_"B5{3、上吹制气阶段2X*C:f+e,^/B;e+a'U该阶段和上吹加氯制气总时间为整个循环32％，伴随上吹制气进行下部炉温逐步下降，为了确保炉况和提升发气量，在此阶段蒸汽流量最好能得以控制。"}&u3g-A3j:d4、下吹制气阶段%k!p8w?;F为了充足地利用炉顶部高温、提升发气量，下吹制气也是很关键一个阶段。这段时间2n8~*n2l2z9]#C&y9c)`#[约占整个循环40％左右。;c2@/W7p&Y5、二次上吹阶段2_,p7O'[L#~!g为了确保生产安全，造气炉再度进行吹风升温之前，须把下吹制气时留在炉底及下部管4i7v+N(u9g0l9Y-b道中半水煤气吹净以防不测，故进行第二次上映。这段时间约占7％左右。3{)B3l'D6{(S4A*[9c6、吹净阶段8P%g+}:R4f:Y/I&k#`这段时间关键是回收上行煤气管线及设备内半水煤气。约占整个循环3％。该阶段是由吹风管路送风，该段时间长短直接影响H2/N2.!]9A"r/W"S6M/{!c%^+o"\9I6b&i该控制系统是一个较复杂时变、间歇、非线性、大滞后控制系统。故将该系统设计为串级控制。4Q+S!f$H7x!I造气炉工作方法分为开车、停车、正常造气、升温和制惰等五种方法。每台造气炉需要控制15个电磁阀，为了预防多台炉同时进入吹风阶段而引发争风抢汽观象，各台炉之间必需进行吹风排队次序控制。0L/h-k+J#p3T$RM#U].w(N2R1W-F7\%e;^控制方案：5R(A,G!@.I-k/`&|3qN1、造气工段H2/N2控制方案8W;O$?$y/f/\,[1Q造气工段是经过加减氮操作来进行氢氮比控制，而加减氮操作又是经过调整上下吹加氮时间和吹风回收时间来实现，所以，该控制系统最终得到控制量要转化为上下吹加氮时间或吹风回收时间。本系统氢氮比控制采取调整吹风回收时间来实现。8P+~.\:O&UO#o"Z1u$r7w&_.u0x&^:?1c1B.~'|1I在合成氨生产过程中，影响氢氮比关键干扰起源是造气、脱硫两个步骤，这部分仅有较小滞后，所以对脱硫制氢采取PID闭环控制和较高采样频率，这是控制内环。然后将造气脱硫和变换、脱碳、精炼及合成组成一个广义外环，采取估计控制进行控制，这是控制外环。可选作控制量参数有：脱硫氢、变换氢、补充氢和循环氢，这四个氢值之间波动有一个时间差，脱硫氢到变换氢大约有5min，变换氢到补充氢大约有15min,再由补充氢到循环氢又有20min，而且补充氢和循环氢之间存在积分关系，补充氢中氢氮比微小改变就会