Моделювання нестаціонарних режимів роботи реактора окислення аміаку в процесі виробництва азотної кислоти
Abstract
Використання азотної кислоти у різних галузях хімічного виробництва призводить до підвищення вимого до самого виробництва та економічної ефективності процесу. На даний момент відомо багато способів отримання азотної кислоти. В статті розглянутий спосіб контактного окислення аміаку на платино-родієвому каталізаторі, з подальшим виходом азоту на абсорбцію. Окислення аміаку виконують за різними технологіями, зокрема, шляхом неперервного окислення в секційному реакторі каталітичного типу на платино-родієвому каталізаторі. Для автоматичного керування трьох секційним реактором треба знати механізми взаємодії аміачно-повітряної суміші (АПС) з каталізатором платино-родієвого типу. Математична модель, адекватна дійсному перебігу процесу окислення, дозволить забезпечити високу ефективність керування завдяки виконанню вимог до якості вихідного продукту та зменшенню економічних затрат на виробництво азотної кислоти. Важливо створити математичну модель реакторного простору в шарі контакту, яка б давала адекватне відображення поведінки каталізатора у ньому при зміні властивостей аміачно-повітряної суміші та реакційного об’єму, що неперервно надходять у реактор. Відомі сучасні методи моделювання використовують узагальнений аналізі вхідної речовини і базуються на апроксимації експериментальних даних про характер протікання процесу окислення. В статті було сформовано математичну модель, яка описує поведінку реакційного простору в реакторі з урахуванням не стаціонарних умов, протікання процесу. Запропоновано розглядати реактор з трьома шарами контакту, кожний шар як окремі об’єкти з окремими реакційними зонами контакту. Реакційний об’єм в реакторі формується як сукупність реакційних просторів, шарів контакту з потоком контакту. Властивості каталізатора, який знаходиться в шарі контакту, змінюються динамічно в результаті прояву не стаціонарності протікання процесу в часі. Реактор окислення розглядається як явище, що передбачає наявність незліченої кількості випадкових мікропроцесів. Така вербальна модель дозволила визначити методи математичного моделювання, які доцільно використати при створенні моделі для системи керування. Розроблена модель дає уяву про взаємозв’язки між аміачно-повітряною сумішшю та каталізатором. Отримати передатні функції за каналом з вхідною координатою співвідношення аміак-повітря та каналом з вхідною координатою температури суміші. Моделювання нестаціонарних режимів роботи реактора окислення аміаку в процесі виробництва азотної кислоти
Keywords
