Способ автоматического управления тепловым режимом пиролизной печи

 

Ь

» » .

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г ! !

< 7!3903

Союз Советсник

Социапистичесник

Республик

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14,08.78 (2! ) 2653551/23-26 (5t)M. Кл.

С 10 (» 9/20

G 05 5 27/О с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

1ввуйвретвенай квинтет

СССР! те делам нзебретеннй и еткрытвй

Опубликовано 05.02.80. Бюллетень J% 5

Дата опубликования описания ©7 02 80 (53) УД ие.012-52(088.8) Ю. Н.. Боев, Н. H. Венеикий, А. А. Слипченко, E. П. Петров, П. И. Ветров, Е. Б. Фриц, Ю. В. Родных, С. Г. Анашкин и М. P. Тучинский (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ ПИРОЛИЗНОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к способам автоматического управления тепловым режимом трубчатой пиролизной печи в производстве олефинов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ управления процессом пиролиза в трубчатой печи путем регулирования температуры на выходе из печи, регулирования расхода сырья и управления величиной реакционной зоны процесса путем перераспределения тепла, излучаемого топливными горелками между начальной и конечной зонами обогрева пирозмеевика (1).

Известен также способ автоматического управления тепловым режимом пи.ролизной печи путем стабилизации температуры.стенки змеевика на конечном участке или однозначно связанной с ней температуры потока на выходе и изменения количества тепла для обогрева змеевика в зависимости от суммарно го содержания окиси и двуокиси углерода в пирогазе (2).

При осуществлении этих способов не учитывается величина концентрации ацетилена в пирогазе, являющаяся показателем переразложения сырья. Кроме того, наличие ацетилена существенно усложняет процесс выделения этилена из пирогаза ввиду близости молекуляр ных масс этилена и аиетилена. Управление процессом пиролиза без контроля кониентрапии аиетилена в пирогазе снижает производительность пиролизной печи.

Цель изобретения — повышение производительности пиролизиой печи.

Это достигается тем, что температуру продуктов пиролиза на выходе из печи регулируют в зависимости от содержания ацетилена в продуктах лиролиза, а состав продуктов пиролиза регулируют изменением температуры реакционной смеси на выходе из конвекционной секции пирозмеевика.

713903

К

Иа фиг, 1 изображена схема реализации способа; на фиг. 2 - зависимость концентрации этилена и ацетилена в пирогазе от температуры на выходе иэ печи; на фиг. 3 — зависимость концентра ции ацетилена от температуры на выходе иэ печи и температуры на выходе из конвенционной секции.

Схема реализации способа включает лиролизную печь, имеющую трубчатый змеевик, состоящий из конвекционной

1 и радиатной 2 секций, блок 3 расчета температуры на выходе иэ печи, входы которого связаны с датчиком 4 концентрации ацетилена в пирогаэе и датчиком

5 температуры на выходе из печи., регулятор 6 температуры на выходе из печи, регулирующий клапан 7, установленный на линии подачи топлива, блок 8 оптимизации, ко входам которого подключены датчик 9 состава продуктов пирализа и датчик 1 0 температуры па выходе из конвекционной секции, регулятор

11 температуры на выходе из конвекционной секции и регулирующий орган 12, установленный на линии подачи хладоагента.

При реализации предлагаемого способа в блоке 3 расчета рассчитывается температура продуктов пиролиза на выходе из печи по формуле

-1- иъм+ (лмъкс Чем 1 (1 ) вью вы k au, ou, / чье где Т вЂ” измеренная температура на

Вых

О выходе из печи, С;

К,1 — коэффициент, выбираемый экспериментально в пределах

5-50;

С вЂ” максимально допустимая конац центрация ацетилена, задаваемая в пределах 0,1-0,5% вес; " — измеренная концентрация

ChЦ ацетилена.

Выбор температуры на выходе из печи, обуславливающий максимально допустимую концентрацию ацетилена в пирогазе, определен однозначным характером зависимости концентраций ацетилена и этилена в пирогазе от температуры на выходе иэ печи.

Рассчитанное значение температуры на выходе из печи является для ре,гулятора температуры 6.

Температура реакционной смеси на выходе из конвекционной секции рассчи4 тывается в блоке оптимизации 8 по закону: ((1 1 "Я К1 К(1-1)

< ((p„u ) (яц Д- ), (2) гдеà — температура на выходе иэ

1ч конвекционной секции иэмеряемая на текущем цикле расчета;

О

Т, „- температура на выходе из (1-1 конвекционной секции, измеряемая на предыдущем цикле расчета; — коэффициент, выбираемый экспериментально; — количество наименований целевых продуктов;

Ц вЂ” пена -того продукта, устанавливаемая в зависимости от его потребности; — концентрапия 1 »того продукта в пирогазе;

1,1-1 — выполняемый и предыдущий циклы расчета.

Таким образом, на переходе из конвекционной секции в радиатную устанавливается температура, при которой критерий имеет максимальное значение.

В частном случае критерием может явЗо ляться концентрация этилена в пирогазе..

Температура, рассчитанная в блоке 8 оптимизации по закону (2) является заданием для регулятора 11, и поддерживается в контуре регулирования, включающем датчик 10, регулятор 11, регулирующий орган 12, установленный на линии подачи хладоагента, например, водяного пара, в начало или конец конвекционной секции пироэмеевика.

Из графика (см. фиг. 3), построенного по экспериментальным данным следует, что изменение температуры на выходе иэ конвекционной секции незначительно влияет на кокцентрацию ацетилена по сравнению с изменением температуры на выходе из печи. Это позволяет использовать температуру на выходе из конвекционной секции в качестве управляющего воздействия на состав продуктов пиролиза.

Использование предлагаемого способа управления позволит получить пирогаз с максимально возможным содержанием товарных продуктов, исключая при этом переразложение сырья, вызываю1цее коксование змеевика, перерасход топлива, образование нежелательных побочных пводуктов.

7 13903

760 770 780 7У0 800 810 820 830

Температура hu Выходе аз пе С

l фиг. 2

Формула изобретения

Способ автоматического управления тепловым режимом пиролизной печи путем регулирования температуры продуктов пиролиза на выходе из печи и температуры реакционной смеси на выходе из конвекционной секции пирозмеевика, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи за счет контроля концентрации ацетилена в пирогазе, температуру продуктов пиролиза на выходе из печи регулируют B зависимости оТ содержания аце тилена в продуктах пиролиза, а состав продуктов пиролиза регулируют изменением температуры реакционной смеси на выходе из конвекционной секции пирозмеевика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 338245, кл. В 01 J 3/00, 1970, 2. Авторское свидетельство СССР

% 598892, кл. С 10 9 9/20, 1977.

713903

Ю

Ъ

03 ф

3. а2

В о>

4 ию гю мо мио

ТВмиВЯРжуда на Жл 0ФГ и3 ионВВюциОнной сВмиии, c

ФЬг. 3 .Составитель P. Клейман

Редактор Ф. Серебрянский Техред М. Петко* Корректор B. сутяга

Заказ 9215/2О Тираж 545 Подписное

llHHHHH государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., p. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 °