Устройство для автоматического управления пиролизной печью

 

(i 11 7688О I

ОЛ ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.10.78 (21) 2673828/23-26 с присоединением заявки № (51) М, Кл.

С 10G 9/20

G 05D 27/00

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет (53) УДК 66.012-52 (088.8) (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Ю. В, Родных, Ю. Н. Боев, С. Г. Анашкин, H. Н. Венецкий, М. P. Тучинский, П. И. Ветров, E. П. Петров и А. А. Слипченко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПИРОЛИЗНОЙ ПЕЧЬЮ

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления трубчатой пиролизной печью, перерабатывающей углеводородное сырье переменного состава в производстве олефинов, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза, содержащее датчик состава пирогаза, регулятор 10 подачи топлива, расходомеры водяного пара на разбавление сырья и воды на закалку пирогаза. Устройство снабжено также блоком умножения, сумматором и оптимизатором и представляет собой систему 15 оптимального регулирования подачи топливного газа в печь в зависимости от относительного выхода основных компонентов пирогаза (1).

Известно устройство для автоматическо- 20 го управления процессом пиролиза в трубчатой печи, содержащее датчики расхода сырья, водяного пара, регуляторы соотношения и регулятор величины реакционной зоны, связанный с регулирующим клапа- 25 ном на линии подачи хладагента в змеевик (2).

Известно также устройство для автоматического управления трубчатой пиролизной печью, содержащее блок оптимизации, датчики и регуляторы температуры реакционной смеси на входе в радиантную секцию печи и выходе из нее, блок задания температуры на входе в радиантную секцию, блок ограничения давления на клапан подачи топлива в печь и регулятор расхода хладагента в печь (3).

Общим недостатком известных устройств является то, что при использовании их для управления пиролизной печью температура пирогаза на выходе из печи регулируется без учета величины концентрации ацетилена в пирогазе, являющейся показателем переразложения сырья, а температура реакционной смеси на переходе из конвенционной секции пирозмеевика в радиантную регулируется без учета выхода основных компонентов пирогаза, Это снижает производительность пиролизной печи.

Целью изобретения является повышение производительности печи.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено датчиком концентрации ацетилена в пирогазе, блоком расчета температуры на выходе из печи, входы которого связаны с датчиками температуры на выходе из печи и концентрации ацетилена, а выход — с камерой задания регулятора температуры пирогаза и блоком оптимизации, входы которого сое768801 динены с датчиками температуры пирогаза на выходе из печи, на выходе из конвекционной секции пирозмеевика и датчиком состава пирогаза, и блоком расчета температуры на выходе из конвекционной секции печи, входы которого связаны с выходами блока оптимизации и через блок ограничения температуры с блоком расчета температуры на выходе из печи, а выход — с камерой задания регулятора температуры на выходе из конвекционной секции пирозмеевика.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство включает в себя систему стабилизации температуры пирогаза на выходе из печи, состоящую из датчика 1 температуры на выходе из печи, регулятора 2 температуры на выходе из печи, регулирующего клапана 3 на линии подачи топливного газа; систему стабилизации температуры реакционной смеси на переходе из конвекционной секции пирозмеевика в радиантную, состоящую из датчика 4 температуры на переходе, регулятора 5 температуры на переходе, регулирующего клапана 6 на линии подачи хладагента в конвекционную секцию; блок 7 расчета температуры на выходе из печи, связанный своими входами с датчиком 1 температуры и датчиком 8 концентрации ацетилена в пирогазе; блок 9 ограничения, вход которого подключен к выходу блока 7, а выход— к камере задания регулятора 2; блок 10 оптимизации, соединенный своими входами с датчиками 1, 4 и 11, соответственно, температуры на выходе, температуры на переходе и состава пирогаза; блок 12 расчета температуры на переходе, два входа которого связаны с выходами блока 9 ограничения и блока 10 оптимизации, а выход— с камерой 5 задания регулятора.

Устройство работает следующим образом.

В блоке 7 расчета рассчитывается температура на выходе из печи по формуле:

Тр — T" + k, (Смак и ) (1) где T" — измеренная температура пирогаза на выходе из печи;

k — коэффициент, подбираемый экспериментально в пределах

5 — 50;

C",„— максимально допустимая концентрация ацетилена в пирогазе, задаваемая в пределах

0,1 — 0,5 вес %; ",„ — измеренная концентрация ацетилена в пирогазе, вес.%.

В блоке 9 ограничения производится сравнение величины Тр, рассчитанной по формуле (1), с величиной максимально допустимой температуры Т""", определяемой термостойкостью материалов и тепловой мощностью печи, и определяется величина температуры Т- которую необходимо поддерживать на выходе из печи, из условий:

T:Tp при Т (Т; (2)

Т =Т"" при Tp)Т (3) Полученное значение является заданием для регулятора 2 температуры.

10 B блоке 10 оптимизации определяется величина суммы температур на выходе из печи и на переходе (Т + Т), являющаяся характеристикой температурного профиля по длине радиантной секции пирозмеевика

15 и, следовательно, характеристикой интенсивности процесса по закону:

Т + 7 „= (Т„"+ Т„") 1 sig и ((Т" + Т „ ) i,— и (T" +T"„); )й, (, ц,C i =I i

20 (4) 25 где Тп — измеренная температура на nepexone, C; — номер расчета или измерения (в предлагаемом устройстве используются результаты только выполняемого и предыдущего шага);

k2 — коэффициент, подбираемый экспериментально; и — количество основных товарных продуктов;

j — номер товарного продукта; ц — цена товарного продукта; с — концентрация товарного продукта в пирогазе.

50

Полученное значение температуры перехода поддерживается регулятором 5 путем воздействия на регулирующий клапан 6, установленный на линии подачи хладагента в конвекционную секцию пирозмеевика.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства температура пирогаза на выходе из печи устанавливается на максимально допустимом уровне в условиях ограничений на концентрацию ацетилена и термостойкость материала труб пирозмеевика, а также системы их креплений.

При этом путем изменения температуры реакционной смеси на переходе из конвек65 ционной секции пирозмеевика в радиант40

В выражении (4) вместо критерия качества пирогаза в частном случае можно использовать величину концентрации этилена или пропилена в пирогазе.

В блоке 12 определяется температура реакционной смеси на переходе из конвекционной секции пирозмеевика в радиантную по формуле

Тз T { Т Тз (5) 768801

Формула изобретения

Составитель P. Клейнан

Техред О. Павлова

Корректор Л. Орлова

Редактор Л. Курасова

Заказ 2405/4 Изд. № 528 Тираж 545 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

5 ную устанавливается температурный режим по длине змеевика, обеспечивающий наиболее высокое содержание в пирогазе целевых продуктов.

Устройство для автоматического управления пиролизной печью, содержащее блок оптимизации, датчики и регуляторы температуры пирогаза на выходе из печи и из конвекционной секции пирозмеевика, блок ограничения температуры на выходе из печи, а также датчик состава пирогаза, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности печи за счет повышения качества регулирования, оно дополнительно содержит датчик концентрации ацетилена в пирогазе, блок расчета температуры на выходе из печи, входы которого связаны с датчиками температуры на выходе из печи и концентрации ацетилена, а выход — с камерой задания регулятора температуры пирогаза и блоком ог1тимизации, входы которого соединены с датчиками температуры на выходе из печи, на выходе из конвекционной секции пирозмеевика и датчиком состава пирогаза, и блок расчета температуры на выходе из конвекционной секции печи, входы которого связаны с выходами блока оптимизации и через блок ограничения температуры—

1р с блоком расчета температуры на выходе из печи, а выход — с камерой задания регулятора температуры на выходе из конвекционной секции пирозмеевика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 385991, кл. С 10G 9/20, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 371268, кл. С 10G 9/20, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР № 656334, кл. С 10G 9/20, 1977 (прототип) .