Устройство для автоматического управления трубчатой пиролизной печью

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

753889 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (5 I ) M. Кл. 3 (22) Заявлено22.05.78 (2I ) 2618407/23-26 с присоединением заявки М (23 ) Приоритет

Опубликовано 07.08.80. Бюллетень М 29

Дата опубликования описания 07.08.80

С 10 Cj 9/20

Cj 05 D 27/00

3Ъеударстееиный каннтет

СССР. па делам изобретений и еткрнтий. (53) УДК66.012 — 52 (088.8) Ю. В. Родных, С. Г, Анашкин, М. P. Тучинский, 3, Е. Гандман, Л. В. Новожилов и Е. М. Каменный (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТРУБЧАТОЙ ПИРОЛИЗНОЙ ПЕЧЬЮ

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатых печах олефиновых производств и может быть использовано в химической и нефтехимической про.мышленностии.

Известен ряд устройств для автоматического управления пиролизными печами, Устройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой пе10 чи с радиантной секцией содержит регуляторы температуры продуктов пиролиэа и расхода сырья, а также систему изменения величины зоны реакции.

3$

Система состоит из отсекающих клапанов на линиях подачи топлива и узла управления ими (1J.

Устройство для автоматического управления процессом пиролиза содержит систему оптимального регулирования подачи топливного газа в печь, включакзцую в себя датчик и регулятор температуры продуктов пиролиза (2J.

Устройство содержит датчик расхода водяного пара в змеевик печи и воды на закалку пирогаза. Устройство осуществляет оптимальное регулирование подачи топлива в горелки печи в зависимости от относительного выхода компонентов.

Общим недостатком известных устройств является то, что их применение не обеспечивает поддержание оптимального температурного режима процесса по длине реакционной части пирозмеевика с учетом фактора жесткости процесса, который является интегральной оценкой актов химических превращений. Кроме того, при управлении с использованием известных устройств не учитывается температура. потока на входе реакционного змеевика. Указанные недостат ки снижают производительность печи по целевому продукту.

Цель изобретения является повышение производительности печи за счет улучшения качества регулирования.

Поставлейная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее дат чик температуры потока в начале реакци- . онного змеевика, датчики и регуляторы расходе пера в пароперегреватель и температуры потоков на выходах из реакционного змеевика и пароперегревателя, блок

5 определения фак оре жесткости процесса, блок расчета максимально допустимой температуры, дополнительно снабжено блоком задания температуры потока на выходе из подогревателя сырья, входы которого связаны с датчиками температуры на выходе из подогревателя и расхода пара в пароперегреватель, а выход - .с камерой задания.регулятора температуры на выходе подогревателя сырья, при этом блок

15 определении фактора жесткости связан с датчиками расхода сырья и пара в печь, а также темперетуры потока на входе и выходе реакционного змеевика, а блок расчета максимально допустимой температуры входами связан с датчиками расхода сырья и пара в печь, е также температуры на входе реакционного змеевика, а выходами — с. регулятором температуры на выходе реакционного змеевика.

Схема устройстве представлена на чертеже.

Устройство включает в себя блок 1 определения фактора жесткости процесса, входы которого связаны с датчиками 2- соответственно температуры потока на выходе змеевика, температуры потока в начале реакционного змеевика, расхода пера в пароперегреватель и расхода бензина в подогреватель сырья, е выход — с камерой

35 задания регулятора 6 расхода паре в пароперегреватель. Входы блоке 7 расчета максимально допустимой температуры потока на выходе из реакционного змеевика подключены к датчику 3 температуры по4О токе в начале реакционной зоны, датчику

4 расходе. пара в пероперегреватель и датчику 5 расхода бензина в подогреватель сырья, выход — к камере задания регулятора 8 температуры потока на выхо- 4 де из реакционного змеевика. Вход регулятора 8 соединен с датчиком 2 температуры, е выход — с клапаном 9,установленным на линии передачи топливного газа в обогревающие горелки. Вход регулятора

;30

10 температуры пара на выходе наропере- гревателя связан с датчиком 11 температуры пара на выходе пароперегревателя, е выход - с регулирующим клапаном 12, установленным на линии подачи хладаген

SS та, например воды, в пароперегреватель.

Входы блока 13 задания температуры сырья на выходе подогревателя сырья связаны с датчиком 14 температуры сырья

89 ф на выходе подогревателя сырья и датчиком 4 расхода сырья, а выход подключен к камере задания регулятора 15 температуры сырья на выходе подогревателя сырья. Вход регулятора 15 связан с датчиком 14 температуры, а выход — с клапаном 16,, установленным на линии подачи воды в подогреватель сырья. Вход регулятора расхода пара в пароперегреватель подключен к датчику 4 расхода пара, а выход — к регулирующему клапану 17, установленному на линии подачи пара в пароперегреватель.

Устройство работает следующим образом.

На регуляторе 10 устанавливается задание, определяющее температуру пара на выходе пароперегревателя, которая поддерживается в контуре регулирования (датчик

ll температуры нара, регулятор 10, регулирующий клапан 12).

Блок 13 задания температуры сырья на выходе подогревателя сырья устанавливает задание для регулятора 15 температуры сырья на выходе подогревателя сы.рья,.рассчитанное по следующему закону:

d с="н "Р" п п где T условная температура начала пиролиза (650 С); измеренный расход пара в пароперегреватель; максимально допустимый расход пара в пароперегреватель; коэффициент, подбираемый экспериментально (Е., - 0,01 - 0,04 гР д " )

Заданная температура поддерживается в контуре (датчик 14 температуры сырья на выходе подогревателя сырья, регулятор 15 температуры сырья на выходе подогрева еля сырья, регулирующий клапан

16).

Блок 1 определения кеГткости устанав-ливает задание для регулятора 6 расхода пара в пароперегреветель, рассчитанное по . формулв:

О "Н "ЬЫЛ

6, G„, (.

К,= 1,0-1,Ç °

Полученное значение является значением для регулятора 8 температуры потока на выходе из реакционного змеевика.

Таким образом, устройство обеспечивает ведение процесса при постоянной жесткости и максимально допустимой температуре потока на выходе из реакционного змеевика, что согласно современным представлениям о химико-кинетическом механизме пиролиза обеспечивает высокую производительность печи.

Промышленные испытания устройства двухпоточной печи пиролиза бензина показали результаты, приведенные в таблице.

26,2

14,3

9,7

24,5

12,2

8,8

Этилен

Пропилен

Бутилены

5 753

me — функция жесткости процесса пи=ролиза (выбранная эксперимен= тально); 7 температура потока в начало реакционной зоны;

5 Г „„- температура продукта пиролиза; — расход сырья в подогреватель с сырья;

K> — коэффициент, выбираемый экспе= риментально 10 (К -0,1 — 0,6).

Заданный расход поддерживается в кон= туре регулирования(датчик 4 расхода пара в пароперегреватель, регулятор 6 расхода пара в пароперегреватель, регулирующий 15 клапан 17).

Максимально допустимая температура продуктов пиролиза рассчитывается в блоке

7 расчета максимально допустимой температуры продуктов пиролиза по формуле: 2О . мак « З

К

Bbix q g00g где Q — суммарный расход сырья и па== ра в реакционный змеевик; 25

К>- коэффициент, подбираемый экспериментально, К4- коэффициент, подбираемый экспериментально для двухпоточной пиролизной лечи конструкции 36

ВНИПИ Нефть, пронзводительчостью 8000 кг/ч

Кз 10 — 2 10

889 6

Предварительные экспериментальные испытания, проведенные на Полоцком производственном объединении Полнмир, показали также его работоспособность и эффективность.

Внедрение данного устройства в промышленность в соответствии с экспериментальнымн данными позволит увеличить выработку основных товарных продуктов в среднем на 12% относительных. Hs производстве олефинов мощностью 60 тыс. т/год этилена, ЗО тыс. т/год пропилена и 20 тыс. т бутиленов в ron это даст экономию.

О, 12 ° 140 60000 + О, 12 140 30000 +

+ 0,12 "80 20000 1704000 руб., где 140 руб/т, 140 руб/т и 80 руб/r— соответственно цена 1 т этилена, пропи« лена и бутиленов.

При затратах на внепрейие устройства в промышленность, необходимых для разработки и изготовления нестандартных блоков устройства и выполнения монтажных и наладочных работ, равных примерно

200 тыс,руб., общий экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства

"-оставит:

l„7 — 0,2 = 1,5 млн„ руб в год

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления трубчатой пиролизной печью, содержщцее датчик температуры потока в начале реакционного змеевика, датчики и регуляторы расхода пара в пароперегреватель и температуры потоков на выходах из реакционного змеевика и пароперегревателя, блок определения фактора жесткости процеcñà и блок расчета максимально допус-.имой температуры, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности печи за счет улучшения качества регулирования, оно дополнительно снабжено блоком задания температуры потока на выходе из подогревателя сырья, входы которого связаны с датчиками темперагуры на выходе из подогревателя и расхода пара в пароперегреватель, а выход — с камерой задания регулятора температуры на выходе подогревателя сырья, при этом блок определения фактора жесткости связан с датчиками расхода сырья и пара в печь, а также температуры по- . тока на входе и выходе реакционного змеевика, а блок расчета максимально допустимой температуры входами связан с датчиками

753889 расхода сырья и пара в печь, а также температуры на входе реакционного змеевика, а выходом — с регулятором температуры на выходе реакционного змеевика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

В

1. Авторское свидетельство СССР

N338244,,кл. Э Ol J 3/00, 28. 07.72.

2. Авторское свидетельство СССР

М 385997, кл. С 10 (j 9/20, 04,11.73 (йрототип).

Составитель С. Анашкин

Редактор Л. Курасова Техред А. Куликовская Корректор Г. Решетняк

Заказ 4843/21 Тираж 545 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, .4