СИНТЕЗ АММИАКА

Регулятор ТС601 может поддерживать температуру циркуляционного газа в колонну синтеза 6, как в ручном так и автоматическом режиме.

Количество циркуляционного газа не менее 750000 нм3/час, поступающего в колонну синтеза 6, контролируется прибором F-604.

Основной поток газа поступает в нижнюю часть колонны синтеза и поднимается по кольцевому зазору между корпусом колонны и стенкой катализаторной коробки в верхнюю часть колонны; где расположен встроенный теплообменник. На входе газа в колонну установлена заслонка НСV-606 .

При повышении температуры корпуса колонны синтеза 6 до максимальных значений 345°С фланца встроенного теплообменника и 245°С стенок колонны срабатывает сигнализация Т-616. Регулятор ТС-616 управляет заслонкой НСV-606 и может работать как в ручном, так и автоматическом режиме.

В автоматическом режиме при разогреве катализатора колонны синтеза при повышении температуры корпуса колонны синтеза до температуры 200⁰С, во время пуска, регулятор ТС-616,приоткроет заслонку НСV-606 (регулятор работает только на открытие).

Для поддержания нормального температурного режима в зоне реакции перед каждой полкой предусмотрена подача газа по холодным байпасам. Регулирование подачи газа по байпасам может осуществляться автоматически по температуре в катализаторных слоях колонны синтеза регуляторами ТС-604,605,608,611 из ЦПУ при помощи заслонок, установленных на каждом байпасе. Регулятор отслеживает температуру катализатора на полке колонны синтеза аммиака и в соответствии с заданием изменяет сигнал на регулирующий клапан. Регулирование может осуществляться и в ручном режиме . Максимальная температура 530°С на выходе с 1,2,3 полок сигнализируется по Т-614. При появлении сигнала - “БЛОКИРОВКА”- остановке компрессора 401- заслонки ТV-604, 605, 608 – автоматически переводятся в режим ручного управления и автоматически закрываются.

Пройдя четвертый слой катализатора, азотоводородноаммиачная смесь с содержанием аммиака 14-16,5% и температурой не выше 530°С поднимается по центральной трубе, а затем проходит по трубкам внутреннего теплообменника, охлаждаясь до температуры 300-335°С. Предусмотрен автоматический анализ циркуляционного газа на содержание аммиака по Q-604 на выходе из колонны синтеза 6 перед выносным теплообменником 7.

Далее газовая смесь поступает в трубное пространство подогревателя 10, где избыточное тепло реакции синтеза используется для подогрева питательной воды, направляемой затем в паросборник для получения пара давлением 102-109 кгс/см² (10,2-10,9 МПа). Максимальная температура газа 335°С перед подогревателем 3 сигнализируется по Т-615. Сигнализируется также максимальная температура нагреваемой воды Т-625 310°С и максимальная температура газа 240°С Т-618 после подогревателя 10. Предусмотрен замер электропроводности воды Q-605, выходящей из подогревателя 10, с целью выявления неплотностей в подогревателе. Максимальное значение электропроводности 40 мкСм/см сигнализируется в ЦПУ. Управление подачей воды в подогреватель 10 производится с помощью клапана НСV-607 регулятором ТС- 625, от температуры (Т625) питательной воды после теплообменника 10 с упреждающим воздействием по изменению количества подводимого тепла с ограничением по максимуму температуры (Т618) циркуляционного газа на выходе из теплообменника 10.

Регулятор ТС-618, ограничивает максимальную температуру (Т-618) циркуляционного газа на выходе из теплообменника 10.

Предусмотрен замер расхода F6ЗО циркуляционного газа из рулонированной части аппарата 10 с целью выявления неплотности корпуса аппарата. Максимально допустимое значение расхода 2,5 нм3/ч. Установлен показывающий прибор по месту и имеется показание расхода на ЦПУ. Есть светозвуковая сигнализация при достижении максимального расхода 2,0 нм3/ч. Перепад давления циркуляционного газа между входом в колонну синтеза 6 и выходом из подогревателя воды 10, характеризующий сопротивление колонны синтеза, замеряется прибором DР-602, с сигнализацией максимального значения 19 кгс/см² (1,9 МПа) и автоматическим переводом компрессора на байпасный режим при росте сопротивления до 20 кгс/см² (2,0 МПа).

Для защиты насадки колонны синтеза и трубчатки теплообменника 602 от превышения расчетного перепада давления установлены два перепускных клапана SV-22 а,б, соединяющих линию входа газа в межтрубное пространство теплообменника 7 и линию входа газа в аппарат воздушного охлаждения 5 при достижении перепада 23 кгс/см² (2,3 МПа).

Сконденсировавшийся аммиак отделяется в сепараторе 12, а газовая смесь, содержащая 11-13% об. аммиака, с температурой 21-43°С и давлением не более 300 кгс/см² (30 МПа), направляется на всас циркуляционного колеса азотоводородного компрессора, где дожимается до давления не более 319 кгс/см² (31,9 МПа), компенсируя потери давления в системе. Предусмотрен автоматический анализ циркуляционного газа после сепаратора 12 на содержание аммиака по Q-607.

Уровень жидкого аммиака в испарителе поддерживается регулятором LС-610 подачей жидкого аммиака с коррекцией по температуре (Т622) циркуляционного газа на выходе. Регулятор LС-610 может поддерживать три режима управления: ручной, автоматический и каскадный. Каскадный режим обеспечивает автоматическое поддержание температуры циркуляционного газа.

Предусмотрена сигнализация крайних положений уровня. При появлении сигнала “БЛОКИРОВКА” при остановке компрессора, регулирующий клапан LV-610 автоматически переводится в режим ручного управления и автоматически закрывается.

Так как в испаритель попадает некоторое количество влаги с жидким аммиаком из абсорбционно-холодильных установок, а постепенное накапливание ее в испарителе ухудшает его работу, в схеме предусмотрена линия для дренирования флегмы из испарителя. Перепад давления газообразного аммиака в испарителе и абсорберах АХУ поддерживает заслонка управляемая регулятором DРС-607. За счет перепада давлений флегма выдавливается в АХУ. Давление газообразного аммиака в испарителе контролируется по Р-607 с сигнализацией максимального значения 6 кгс/см2 (0,6 МПа).

Расход продукционного аммиака на выходе из сборника до 59,2 т/ч контролируется диафрагмой F-603.

Уровень в сборнике поддерживается автоматическими регуляторами LC-605-1 и LС-605-2 выдачей жидкого аммиака в АХУ для переохлаждения до температуры -34°С. Каждый регулятор поддерживает два режима управления: ручной и автоматический. Регуляторы сблокированы между собой. При переводе регулятора в автоматический режим, другой переходит в режим ручного управления, если до этого был в автоматическом.

Предусмотрена сигнализация крайних положений уровня. При максимальном значении уровня 75% открывается отсечной клапан НСV-608 на выдаче жидкого аммиака в аварийное хранилище склада жидкого аммиака.

В сепараторе 12 и конденсационной колонне автоматически поддерживается постоянный уровень жидкого аммиака регулятором уровня LС-603, 604 и LС-601,602, соответственно. Предусмотрена сигнализация положений уровня-предмаксимум, предминимум, а также аварийная сигнализация - максимум, минимум.

Для предотвращения прорыва газа из сепаратора и конденсационной колоны в сборник, а также для переброса жидкого аммиака в линию газа при переполнении сепаратора 12 и конденсационной колонны предусмотрены автоматические защитные блокировки LS-603 и LS-601, позволяющие отсечь линию выпуска жидкого аммиака при минимальном уровне в сепараторе или конденсационной колонне отсекателями HCV-615, (HCV-616) и HCV-601, (HCV-602), или открыть отсекатели HCV-616, (HCV-615) и HCV-602, (HCV-601) на резервных линиях выдачи жидкого аммиака при максимальном уровне в них.

При уровне аммиака 85% (LS-603,604) в сепараторе 12, срабатывает блокировка на отключение азотоводородного компрессора для предотвращения попадания жидкого аммиака в циркуляционное колесо компрессора.

На линии жидкого аммиака в испаритель установлен регулирующий клапан LV-608 , поддерживающий уровень в испарителе в автоматическом режиме. При максимальном и минимальном уровне срабатывает сигнализация. При появлении сигнала “БЛОКИРОВКА” - остановке компрессора, клапан LV-608 переводится в режим ручного управления и автоматически закрывается. Из испарителя танковые газы и сконденсировавшийся аммиак поступает в сепаратор 12, где жидкий аммиак отделяется и поступает в сборник.

Предусмотрен автоматический регулятор РС-6О3, поддерживающий постоянное давление 18-20 кгс/см² (1,8-2,0 МПа) в сборнике жидкого аммиака выдачей танковых газов и сигнализирующий о повышении давления в сборнике до 21,5 кгс/см² (2,15 МПа).

Для регулирования концентрации инертных газов в системе синтеза и поддержания инертных газов на определенном уровне предусмотрена постоянная продувка газа после первичной конденсации аммиака на выходе циркуляционного газа из сепаратора 12. Предусмотрено автоматическое регулирование количества продувочных газов с помощью регулятора FС-602 двумя параллельно работающими клапанами FV-602-1 и FV-602-2.

На линии жидкого аммиака в испаритель установлен регулирующий клапан LV-609 , поддерживающий уровень в испарителе в автоматическом режиме.

При максимальном 65% и минимальном 35% уровне срабатывает сигнализация. При остановке компрессора, клапан LV-609 переводится в режим ручного управления и закрывается. Из испарителя продувочные газы возвращаются в сепарационную часть конденсационной колонны для отделения сконденсировавшегося аммиака от газа. Продувочные газы с содержанием аммиака 1,2% поднимаются по трубкам теплообменника, нагреваются до температуры 35-40°С вновь поступающими газами, проходят узел регулирования FV-602/1,2, соединяются с танковыми газами и направляются на сжигание в трубчатую печь или факельную установку.

В конденсационной колонне автоматически поддерживается постоянный уровень жидкого аммиака регулятором LС-606,607, предусмотрена сигнализация положений уровня - предмаксимум 75%, предминимум 25%.

Для предотвращения прорыва газа из конденсационной колонны в сборник жидкого аммиака, а также переброса жидкого аммиака из колонны в линию продувочных газов предусмотрена автоматическая защитная блокировка LS-606, LS -607, позволяющая отсечь линию выпуска жидкого аммиака при минимальном уровне 10% в конденсационной колонне отсекателем НСV-603 (НСV-604), а также открыть отсекатель НСV-604 (НСV-603) на "резервной" линии выдачи жидкого аммиака в сборник при максимальном уровне 90% в колонне.

Флегма из испарителей подается в абсорбционную холодильную установку Тисп.= -34°С. Газообразный аммиак из испарителей с температурой минус 28-минус 33°С и давлением 0,05 кгс/см² (0,005 МПа) направляется в абсорбционно-холодильную установку с температурой испарения минус 34°С, где он сжижается и подается обратно в испарители. Давление газообразного аммиака контролируется по Р-608 с сигнализацией максимального значения 4 кгс/см² (0,4МПа). Предусмотрен автоматический анализ (Q-606) газообразного аммиака на выходе из аммиачных испарителей на водород с сигнализацией повышения до 0,1% объемной доли Н₂.

Для поддержания колонны синтеза 6 в "горячем резерве" при остановленных в ремонт смежных отделениях, предусмотрена линия приема АВС с агрегата ТЕС с подачей АВС в линию циркуляционного газа перед перепускными клапанами SV-22 и последующей подачей на выход циркуляционного газа (л.604) из конденсационной колонны.

Продукционный аммиак с температурой 10-20°С и с расходом 20-62 т/час, контролируемым диафрагмой F-603, из сборника жидкого аммиака, уровень в котором поддерживается автоматическим регулятором LC-605, поступает в межтрубную часть переохладителя, где охлаждается до температуры минус 10°С за счет подачи в трубную часть аммиака из изотермического хранилища. Далее продукционный аммиак через клапан LV-605/1 поступает в расширительный сосуд, в котором происходит отделение инертов от аммиака. После расширительного сосуда продукционный аммиак поступает в переохладитель, где охлаждается аммиаком, поступающим со склада до температуры минус 25°С и подается в расширительный сосуд, в котором охлаждается до температуры минус 34°С. В сепараторе происходит дополнительное отделение инертов от жидкого аммиака. Смесь газообразного аммиака с инертами (90% аммиака и 10% инертов) после расширительного сосуда поступает в абсорбер (АХУ-7/12), после сепаратора - в абсорбер (АХУ-2/34). Абсорбированный в газообразный аммиак из сепаратора восполняется жидким аммиаком из ресивера установки АХУ-7/12. Из расширительного сосуда продукционный аммиак насосом подается в изотермическое хранилище.

В случае остановки производства аммиака прекращается рекуперация холода и выдача теплого аммиака на склад и потребителю.

Для сбора дренажных сбросов из аппарата содержащего аммиак, освобождения фильтров от аммиака для их чистки, освобождения уровнемерных колонок аппаратов, установлена промежуточная дренажная емкость.

Сброс аммиачной воды (концентрация аммиака до 98%) при восстановлении катализатора производится из сборника по специальному трубопроводу в склад жидкого аммиака.

При разогреве и восстановлении катализатора в колонне синтеза аммиака часть газа после теплообменника 4 направляется в пусковой подогреватель, проходит по трубкам змеевиков, где нагревается за счет тепла, выделяемого при сгорании природного газа в межтрубном пространстве, и поступает на первую полку катализатора. На входе газа в установлен электровентиль HCV-610.

Расход газа через подогреватель контролируется по прибору F–601 с сигнализацией на ЦПУ предминимального расхода – 21000 нм³/час. При минимальном значении расхода 20000 нм³/час (режим работы: «АВС с АМ-76»), 5000 нм³/ч (режим работы: «АВС с ТЕС») автоматически закрывается отсечной клапан HCV-624 на линии природного газа в горелки подогревателя.

Давление природного газа в горелки поддерживается регулятором РС-609 с сигнализацией предминимума 0,35 кгс/см² (0,035Па) и минимума 0,2кгс/см² (0,02Па), при минимальном (PS-609) значении давления природного газа автоматически закрывается отсечной клапан НСV-624.

Погасание пламени в горелках (KAS-601) подогревателя сигнализируется в ЦПУ. При погасании пламени (4 из 4-х) автоматически закрывается отсечной клапан НСV-624 на линии природного газа.

Разрежение в топочном пространстве подогревателя контролируется по Р-628 с сигнализацией и автоматическим закрытием отсечного клапана НСV-624 на линии природного газа при уменьшении разрежения до +5 кгс/м² (PS-628). Температура дымовых газов на выходе из подогревателя контролируется по Т-632 с сигнализацией максимальной температуры 800°С . Температура стенки змеевика контролируется по Т-631,630 с сигнализацией максимальной температуры 600°С. Для предохранения стенки змеевика от перегрева предусмотрена блокировка (PS-630,631), отсекающая подачу топливного газа на горелки подогревателя (отсекатель НСV-624) при достижении температуры змеевика 640°С.

Для изменения расхода газа, проходящего через колонну синтеза при нарушениях режима её работы или при пуске и остановке, предусмотрена линия «длинного» байпаса, расход газа по которой контролируется прибором F-605 и регулируется электровентилем НСV-609.

Для сброса газа в атмосферу при аварийном положении в системе синтеза с линии циркуляционного газа после сепаратора предусмотрены аварийные сбросы при помощи электровентилей с дистанционным управлением НСV-611 и HСV-612.

Для разогрева аппаратов и трубопроводов перед пуском в зимнее время имеется подвод азота от азотодувки через съемный участок в линии ГЦ 1-408-601 после ЕмV-5, ГЦ 1-409-610 после ЕмV-9. Сброс газообразного аммиака из предохранительных клапанов испарителей осуществляется через сепаратор.

 

Системы автоматического контроля и регулирования