Устройство для автоматического управления процессом пиролиза

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Занвлено 14.10.76 (23) 2411136/23-26 с присоединением ааявкн И (51) М. Кл.

С 10 G 9/20

G 05 D 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 250379.Бюллетень И 11

Дата опубликования описания 25.0379 (53) УДК66.012-52 (088. 8) (72) Авторы N.B.ÐoäHûõ, И-Р-Тучинский, Ю.Н.Боев, И.Л.Подвальный, НЗОбрЕтЕННН З.Е.ГандМан, Н.Н.Павлушин, A.B.Сутягин и В.И.Фирсов (54) УСТРОЙСТВО .ДЛЯ АВТОИАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОИ ПИРОЛИЗА

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления группой пиролизных печей в производ,стве олефинов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. о

Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиэа в трубчатой печи, содержащее датчик и регулятор температуры пирогаза на выходе иэ змеевиков, регулятор расхода сырья и систему изменения величины эоны реакции (1) .

Известно также устройство для asтоматического управления процессом пиролиза, содержащее датчики и блок задания температуры пирогаэа на выходе из печи, подключенные к регулятору температуры, воздействующим на расход топлива в печь, датчик расхода сырья, блок задания и регу.лятор расхода пара в печь, усреднитель f2) °

Недостатком известных устройств является то, что они при регулировании температуры продуктов пиролиэа не учитывают общее количество вырабатываемого пирогаза.

Это снижает суммарную производительность производства по целевому продукту, поскольку узел компримирования пирогаэа имеет ограниченную мощность, Целью изобретения является псвышение производительности печей.

Это достигается тем, что известное устройство, содержащее датчики и блок задания температуры пирогаэа на выходе из печей, подключенные к регуляторам температуры, соединенными с клапанами подачи топлива в печь, снабжено датчиками давления и состава пирогаэа на входе в узел компрнмирования, датчиками давления на входе в промежуточные ступени узла компримирования, блоком коррекции, усреднителем, блоком ограничения, блоком задания давления на входе в узел компримирования, входы которого соединены с датчиками давления и состава пирогаза на входе в узел компрнмирования, а выход через блок ограничения подключен к одному из входов блока задания температуры пирогаэа, @ два других входа которого связаны с датчиком давления на входе в узел компримирования и через усреднитель— с датчиками температуры пирогаэа, причем блок ограничения соединен через блок коррекции с датчиком давле653287 ния на входе в промежуточные ступени узла компримирования. При этом датчик состава пирогаза на входе в узел компримирования представляет собой датчик весовой концентрации метана.

На чертеже представлена схема устройства для автоматического управления процессом пиролиза.

Устройство включает системы стабилизации, температуры пирогаза на () выходе иэ печей 1 пиролиза, состоя å иэ датчиков 2 температуры пирогаэа на выходе иэ печи, регуляторов

3 температуры и регулирующих клапанов 4 на линиях подачи топлива в пе ь. На входе узла 5 компримирования пирогаза установлены датчик 6 давления и датчик 7 состава пирогаза.

Кроме того, в схеме имеются датчйки

8 давления пирогаза на входе в промежуточные ступени 9 узла 5 компримирования. Устройство содержит также усреднитель 10 температуры, блок 11 задания давления на входе в узел

5 компримирования и блок 12 задания температуры пирогаэа на выходе из 25 печей, блок 13 ограничения и блок

14 коррекции.

Входы блока 11 задания давления соединены с датчиками давления и состава пирогаэа на входе в узел 5 30 компримирования, а выход его — со входом блока 13 ограничения, второй вход которого через блок 14 коррекции соединен с датчиком 8 давления пирогаза на входе в одну из промежу- 35 точных ступеней узла 5 компримирования. Выход блока 13 ограничения подключен к входу блока 12 задания температуры, два других входа. которого соединены с датчиком 7 давления пирс- газа на входе в узел компримирования и выходом усреднителя 10, входы которого связаны с датчиками 2 температуры, Выход блока 12 задания температуры связан с камерами заданий регулятора 3. 45

Устройство работает следующим образом.

В блоке 11 задания давления рассчитывается величийа давления на входе в узел 5 компримирования по фор- 50 муле

P =Р„+а(В -В), Ю где Рц — измеренная величина давления пирогаза на входе в узел компримирования, кГ/см

B — величина, определяемая составом получаемого пирогаэа

 — ее максимально-допустимое значение (ограничение на состав) °

В качестве показателя В может быть выбрана весовая концентрация метана в пирогазе или отношение ее к сумме концентраций этилена, или пропйлена, или какой-либо другой показагель, характерный для условий данного производства олефинов.

В блоке 13 ограничения производится сравнение величины Рр, рассчитанной по формуле (1) с величиной максимально-допустимого давления P " на входе в узел 5 компримирования и определяется величина давления Рэ, кото-, рую необходимо стабилизировать на объекте, иэ условий р p > < рмакс (2)

3 Р р р р макс макс (3! .

3 D 1

В блоке 12 задания температуры осуществляется расчет задания регулятором 3 температуры пирогаза на выходе из печей пиролнза по формуле

=T +а„(Р— р„), (4) где T P — среднее значение измерений температуры пирогаэа на печах пиролиза, рассчитываемое в усреднителе

10 температуры.

1=1 где i — номер работающей печи.

И„- число работающих печей на производстве олефинов.

Рассчитанное значение температуры пирогаза на выходе из печей Тд выдается на установки регуляторов 3 локальных систем стабилизации температуры на каждой печи 2 (датчик 2, регулятор 3, клапан 4) и устанавливается ими на печах. устройство срабатывает через определенные промежутки времени, необходимые для того, чтобы параметры процесса, измененные на предыдущем цикле, к моменту начала следующего цикла приняли установившиеся значения.

Цикл выдачи заданий по давлению Рз и температуре выбирается несколько большим времени переходного процесса и в зависимости от типа пиролизной установки. может составлять от 1,0 до

2,0 ч для выдачи заданий по давлению

Р> (блок 11) и от 15 до 30 мин для вйдачи заданий по температуре Т (блок 12) .

Блок 14 коррекции осуществляет коррекцию максимально допустимой вемсжс личины давления Р на входе в узел

5 компримирования, если давление на входе в какую-либо промежуточную ступень компрессора Рц в ripoцессе работы начинает превышать допустимую величину (т.е. лимитирующей является не первая ступень компрессора, а какая-либо другая). Максимально допустимая величина давления на входе в узел компримированйя определяется из условий

Р -Р (Q) О2 Ри Рпр (6) р" ""с - р""а"с прг, р (р (7) 653287

5 !

О

35

65 где Р " — значение максимально допустимой величины давления на входе н узел компримировакия, использованное на предыдущем цикле срабатывания устройства, кГ/см ;

Р— максимально допустимая величина давления на входе в узел компримирования, кГ/см . Величина Вм, а, а„ à,, P„ в вы ражениях (1) †(8) выбирают в зависимости от конкретных особенностей производства олефинов. НапРимеР, для производства олефинон, включающих шесть двухпоточных печей пиролиза бензина, они имеют значения

 — допустимое содержание метана в пирогазе = 0,2 (доли ед); а =2,5; а =100; а =0,5; Р„ =0 5 кГ/см .

В качестве велйчины В, определяемой составом пирогаза, принимается показатель, возрастающий с ростом температуры процесса, Т, (например,, содержание метана), и коэффициент а н выражении (1) положителен. Давление пирогаэа на входе в узел компримирования определяется суммарным объемным расходом его после печей пиролиза. Производство олефинов имеет максимальную производительность в том случае, когда объем пирогаза, поступающего на узел компримирования, а, следовательно, и его давление на входе в этот узел, имеют максимально допустимое значение.

В устройстве используется характерная зависимость пиролиза углеводородон в трубчатых печах — понижение плотности пирогаэа (и, соответствечно, увеличение его объемного расхода), при повышении температуры процесса.

При уменьшении давления пирогаэа на входе в узел компримиронания ниже

P = P " вследствие снижения объем3 ноГо расхода пирогаза, например, при изменении состава сырья, блок 12 увеличивает задание регуляторам температуры Т>, которые, соответственно, повышают, температуру процесса на печах. При повышении температуры будет, повышен объемный расход пирогаза и

его давление на нходе н узел компримирования. Повышение давления Р„ будет происходить до того момента, пока оно не станет равно заданному давлению Р . После этого повышение температурй Т> прекращается, При увеличении давления пирогаэа на входе в

hACIKC узел компримирования выше Р,= Р устройство аналогичным образом снизит его путем уменьшения температуры на печах. Таким образом достигается стабилизация давления пирогаза (а, соотнетстненно, и его объемного расхода) на нходе н узел компримирования на максимально допустимом значении.

При пониженном расходе сырья на пиролизные печи возможна ситуация, . когда данление Рр, рассчитанное в блоке 11 по формуле (1), окажется меньше максимально допустимого,рассчитанного по формуле (2). Тогда устройство осущестнляет стабилизацию давления пирогаэа на входе в узел компримирования на значении, равном

Р =Рр.

3 б

B случае, если лимитирующей производительностью узла компримиронания оказывается не первая ступень компрессора, а какая-либо другая максимально допустимая величина давления на входе н узел компримирования уменьшается блоком 14 (формулы 6-8) .

Использование предлагаемого устройства позволяет стабилизировать объемный расход пирогаза на максимально допустимом значении, что обеспечивает максимальную производительность в работе установки, Формула изобретения

1. Устройство для автоматического управления процессом пиролиза н установке, включающей печи и узел компримирования с промежуточными ступенями, содержащее датчики и блок задания температуры пирогаэа на выходе иэ печей, подключенные к регуляторам температуры, соединенными с клапанами подачи топлива в печь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности печей, оно снабжено датчиками давления и состава пирогаза на входе в узел компримирования, датчиками давления на входе в промежуточные ступени узла компримирования, блоком коррекции, усреднителем, блоком ограничения, блоком задания давления на входе н узел компримирования, входы которого соединены с датчиками давления и состава пирогаэа на входе в узел компримирования,. а выход через блок ограничения подключен к одному из входов блока задания температуры пирогаза, дна других входа которого связаны с датчиком давления на входе в узел компримирования и через усреднитель — с датчиками температуры пирогаэа, причем блок ограничения соединен через блок коррекции с датчиком давления на входе в промежуточные студени узла компримирования.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик состава пирогаэа на входе в узел компримирования представляет собой датчик весовой концентрации метана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9338244 кл. В 01 1 3/00, 1972.

2. Заявка 92142932/26, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства, кл, С 10 G 9/20, 975.. 653287

Заказ 1226/21 Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 -Редактор A.Noðîçîâà

Составитель Г.Огаджанов

ТехредЛ. Алферова КорректорЕ.Дичинская