Способ автоматического регулирования качества углеводородного сырья в потоке при производстве сажи

 

т 1658- - 56

Союз Севетсинк

СО4нэлмстическй и

РЕСНУбЛИК

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.05.76 (21) 2363859/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 25.04.79.Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 2804 79 (51) М. Кл.

С 09 С 1/48

G 05 D 11/13

G 05 D 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытии (%) УДК 66.012— 52 (088. 8) (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя Б. H. Клочко, В; Ф. Суровикин и В. И. Рубан (71) ЗйяВйтЕЛЬ Всесоюз ый научно-исследовательский институт технического углерода (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

КАЧЕСТВА УГЛЕВОДОРОД(1ОГО СЬ1Р ЬЯ В ПОТОКЕ

ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ САЖИ

Изобретение относится к области производства, сажи и может быть применено на заводах нефтепереработки, изготавливающих сырье для ее производства.

Сажу получают в основном печным способом, который заключается в раз— ложении углеводородного сырья при высокой температуре и недостатке воздуха на углерод (саку) и сопутствующие реакционные газы. Качество сажи и ее выход зависят от вида применяемого углеводородного сырья. С увеличением отношения углерод-водород в сырье возрастает ее выход, а также дисперсность и структурность.

Для получения необходимой марки сажи готовят соответствующую смесь, состоящую из различных продуктов нефтехимического и коксохимического производства.

Качество готовой смеси оценивают по соотношению углерод-водород или по эмпирическому показателю — индексу корреляции (I ), который определяется по формуле:

+ 473,7 d — 456,8, 48640

273+t где t — средняя темпер,.тура ки-. пения фракций 50Ъ отгона,"С;

d — относительная плотность при

15,6 С.

Индекс корреляции имеет функциональную связь с отношением углеродводород в анализируемом сырье.

Известно несколько способов pery— лирования качества сырья при получении сажи.

Первый способ.

1О В настоящее время на большинстве заводов технического углерода сырье с необходимым значением отношения углерод-водород получают путем закачки в отдельный резервуар в определен— ных процентных с оотн ошени ях различных видов нефтяного и коксохимического сырья и тщательного его перемешивания (1). Однако готовая смесь склонна к расслоению соответственно

@ удельным весам отдельных компонентов.

При более современном способе, близком по технической сущности к предлагаемому, сырье с требующимся чндексом корреляции готовится путем смешения нескольких компонентов непосредственно в потоке перед подачей его в реактор в заданном соотношечии (2).

При этом способе исключено расслоение сырья, но сырье (смесь) полу6.58156

На фиг. 1 дана схема осуществления способа; на фиг. 2,3 и 4 — графики экспериментально полученной зависимости индекса корреляции от электрического сопротивления, емкости, тангенса угла диэлектрических потерь (добротности) сырья (Нсследования проводились с помощью аппаратуры Е9-4);на фиг.5 и 6 — графики влияния содержания в сырье фенола и хинона на погрешность измерения индекса корреляции по электрическому сопротивлению, диэлектрической постоянной (емкости),по тангенсу угла диэлектрических потерь (добротности) . чают недостаточно стабильное по однородности ввиду нестабильности качественных показателей исходного сырья (отношение углерод-водород), получаемого от разных поставщиков, расслоения в резервуарах, в которых оно хранится и из которых подается на смешение. Это ведет к нестабильности технологического режима.

Целью изобретения является повышение постоянства качества сырьевой смеси. )о

Это достигается тем, что регулирование отношения углерод-водород в сырье ведут по его электрическому сопротивлению.

Установлено, что электрическое со-(5 противление углеводородного сырья R имеет функциональную зависимость от отношения углерод-водород, характеризующего саженосные свойства сырья:

С/Н = С вЂ” ZCgR где С, К вЂ” постоянные.

Путем замера такого электрического параметра сырья как сопротивление можно судить об отношении углеродводород, а следовательно, о качестве сырья. Этот способ имеет ряд преимуществ перед известным способом измерения индекса корреляции (или отношения углерод-водород) сырья по емкости датчика, через который протекает анализируемое сырье. При из- 3Q мерении индекса корреляции по емкости наблюдается не функциональная, а только корреляционная связь, кроме того, измерение ведется на высоких частотах, что усложняет аппаратуру, 35

На основе произведенных исследований зависимости электрического сопротивления R, диэлектрической постоянной (емкости датчика С) и тангенса угла диэлектрических потерь 40 (добротности датчика — 8) сырья для производства сажи от значения его индекса корреляции в диапазоне от 90 до 160 ед. (или соответственно от

0,8 до 1,4 отношения УглеРод-водород) получено, что на результат измерения указанных показателей оказывает влияние присутствие в сырье влаги, кйслородсодержащих и азотсодержащих группировок при измерении на частотах от 0 до 30 мгц. 50

Из графиков, изображенных на фиг.26, следует, что при оценке качества сырья путем замера его электрического сопротивления (cM. фиг. 2) разброс точек и погрешность измерения от содержания фенолов и хинонов получается минимальной по сравнению с остальными способами (см.фиг. 3,4) . Кроме того, при измерении диэлектрической постоянной (емкостный метод) применяются высокие частоты, при которых не допускается разнос высокочастотного блока от датчика. Это вызывает определенные трудности из-за температурных условий эксплуатации. Кроме того, высокочастотная электронная аппаратура сложна в эксплуатации и дорога.

Поэтому выбор электрического сопротивления в качестве показателя оценки качества сырья обеспечивает наиболее объективную его оценку . Поддерживая путем изменения расхода оцного из компонентов, имеющего самое малое или самое большое значение Хк, постоянство электрического сопротивления готовой смеси сырья, получим смесь с постоянным значением индекса корреляции (или отношения углерод-водород) .

Кроме того, определение индекса корреляции путем замера электрического сопротивления не только резко снижает погрешность измерения и регулирования, но и позволяет резко упростить аппаратурное оформление и эксплуатацию всей системы, а также делает возможным применение простых кондуктометрических датчиков и автоматических самопишущих мостов.

На основе исследований электрических свойств сырья разработан прибор ИК-1 для автоматического определения индекса корреляции сырья, содержащий коаксиальный кондуктометрический датчик, состоящий из двух труб, расположенных одна в другой и изолированных между собой фторопластом, включенный в одно плечо схемы равновесного автоматического самопишущего моста, причем шкала моста проградуирована в значениях индекса корреляции (или в значениях водород-углерод) .

Создание этого прибора позволило разработать систему автоматического приготовления сырья по заданному отношению углерод-водород, реализованную в серийных приборах (см. фиг. 1), где 1 — магистральные трубопроводы;

2 — диафрагма1 3 — дифманометр; 4 вторичный прибор с регулятором; 5— регулирующий клапан; 6 — датчик прибора; 7 — электронный блок прибора с регулятором; 8 — байпасная панель.

Система работает следующим образом.

Стабилизируется расход зеленого масла и термогазойля соответственно по одноконтурным схемам: диафрагма 2, дифманометр 3, вторичный прибор 4 с регулятором, регулирующий клапан 5.

Контроль расхода коксохимического сырья осуществляется по схеме: диа658156

Формул а и з о бр ет е ни я

110

112,0 0,03

112,6 0,03

113,0 0,03

113,6 0,03

112,9 0,03

113,8 0,03

113,8 0,03

114,4 0,03

112,5

112,5

114,0

114,0

114,0

114,0

114,0

113,5

110

100

102

100

100

100

100 фрагма 2, дифманометр 3, вторичный прибор 4, регулирующий клапан 5..

Контроль и регулирование заданного отношения углерод-водород осуществляется следующим образом: сигнал от датчика 6 подается на электронный блок 7 с регулятором нуля, далее сигнал через байпасную панель 8 подается на регулирующий клапан 5, установленный на линии коксохимического сырья, имеющего самое высокое значение отношения углерод-водород. Если отношение углерод-водород готовой смеси будет выше з адан ного з н ач ени я, то регулирующий клапан прикрывается, а если отношение углерод-водород готовой смеси будет меньше, то сигнал от электронного блока 7 заставляет клапан открываться больше.

В таблице приведены результаты проверки работы системы автоматического регулирования качества сырья по заданному индексу корреляции.

Как следует из таблицы, точность поддержания заданного индекса корреляции по предлагаемой схеме обеспечивается в пределах + 0,5 единицы индекса корреляции; различие с данными лабораторного анализа не превы5 шает 1%.

Использование предлагаемого способа приготовления смеси сырья для получения сажи обеспечивает по сравнению с известными способами повышение стабильности сырья по показателю углерод-водород процесса, в результате чего удается повысить выход сажи из единицы расходуемого сырья, а следовательно, повысить производительность трудами практически исключается проведение лабораторных анализов сырья по показателю углерод †водор.

Способ автоматического регулирования качества углеводородного сырья в .потоке при производстве сажи, путем смешения разных по качеству компонентов сырья непосредственно в потоке, отли чающий сятем,что,с целью повышения постоянства качества сырьевой смеси, регулирование отно30 шения углерод-водород в сырье ведут по его электрическому сопротивлению.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зуев В. П. и др. Производство сажи. М., Химия, 1970, с. 63-69.

2. Патент CILIA Р 3413211, кл. 208 — 93, 1967.

0,9

0,9, 1,0 1,! Q 1,9 отношение с/и фиг. 2

10 1! 12 Ц 1М

Отношение С/н хО

Седерхоние хиномоб е «ырвв, /е

Фие е

Тираж 757 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород,ул.Проектнач,4