CN107420917A - 废气焚烧炉控制 - Google Patents

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Abstract

提供了一种方法，使在吸收器废气焚烧炉中使用的燃料气的量最小化和更好的控制排放物。所述方法提供吸收器废气焚烧炉燃烧室中较小的温度偏差和吸收器废气焚烧炉烟道气中氧的量较小的偏差。

Description

废气焚烧炉控制
提供了一种方法用于控制废气焚烧炉。更具体地，所述方法包括使吸收器废气焚烧炉中使用的燃料气的量最小化并控制来自焚烧炉的排放物。
背景
丙烯腈通过氨氧化方法制造，其中空气、氨和丙烯在流化床中在催化剂存在下反应以形成气态反应器流出物。气态反应器流出物然后通至骤冷系统，在其中反应器流出物直接与含水骤冷液体(通常为水)直接接触。该骤冷去除未反应的氨和重聚合物。然后骤冷气体进到吸收塔。在吸收器中，气体与吸收液(也通常为水)直接接触。水、丙烯腈、乙腈、HCN和相关的杂质留在吸收器底部的水溶液中。气体从吸收器顶部去除。从吸收器顶部去除的气体发送至吸收器废气焚烧炉(AOGI)。
吸收器废气焚烧炉(AOGI)用于丙烯腈方法以燃烧包含未反应的烃的未吸收气流，和较少量的丙烯腈。AOGI包括热回收部分，其产生高压蒸汽用于丙烯腈过程的其它部分。在AOGI中，空气和燃料气用于在高温下燃烧吸收器废气。在AOGI中控制的关键变量为焚烧炉温度和烟道O2。从排放控制的观点来看，期望更紧密控制这两个变量。该控制目标不仅在正常操作期间是期望的，而且在速率变化期间以及当丙烯纯度变化时也需要。
模型预测控制(MPC)，又名高级过程控制(APC)，使用过程模型来预测未来的过程行为，然后执行优化控制行动以补偿与期望目标的过程偏差。与控制所述过程一起，MPC还尝试通过移动关键过程变量将过程驱动至最“经济”的条件。
概述
提供了一种方法，使在吸收器废气焚烧炉中使用的燃料气的量最小化和更好的控制排放物。所述方法提供了吸收器废气焚烧炉燃烧室中较小的温度偏差和吸收器废气焚烧炉烟道气中氧的量较小的偏差。减少吸收器废气焚烧炉燃烧室温度和吸收器废气焚烧炉烟道氧的标准偏差提供减少的燃料气用量和更紧密的环境变量控制。这些控制目标在正常操作期间、在速率变化期间和当丙烯纯度变化时实现。意外地，该方法提供AOGI温度和AOGI烟道气中O2的控制，通过测定反应器进料流中烃的量和反应器进料流的进料速率。
所述方法包括测量氨氧化反应器进料速率和进料至反应器的烃的纯度。根据所述方法，反应器进料速率和烃纯度影响至所述废气焚烧炉的燃料气流和空气流的量。在一个重要方面，操作员基于已知的反应器进料速率和烃纯度可预测废气焚烧炉性能，然后执行控制以使AOGI温度和废气焚烧炉烟道气中的氧偏差最小化。
操作废气焚烧炉的方法包括将反应物流引入至氨氧化反应器；测定反应物流中烃的量和测定反应物流的进料速率；将反应器流出物从氨氧化反应器传送至吸收器；将吸收器废气从吸收器供应至吸收器废气焚烧炉；和将燃料气和空气供应至吸收器废气焚烧炉。将吸收器废气、燃料气和空气提供至吸收器废气焚烧炉，其量使得对于设备中生产的每吨AN，保持吸收器废气焚烧炉烟道气中的NOx为约6kg或更少，和对于设备中生产的每吨AN，吸收器废气焚烧炉烟道气中的非甲烷烃为约3.5kg或更少。
操作废气焚烧炉的方法包括将反应物流引入至氨氧化反应器；测定反应物流中烃的量和测定反应物流的进料速率；将反应器流出物从氨氧化反应器传送至吸收器；将吸收器废气从吸收器供应至吸收器废气焚烧炉；和将燃料气和空气供应至吸收器废气焚烧炉。在一个方面，吸收器废气、燃料气和空气提供至吸收器废气焚烧炉，其量使废气焚烧炉中的温度保持在废气焚烧炉的温度设定点的约10℉以内。
在另一方面，操作废气焚烧炉的方法包括将反应物流引入至氨氧化反应器；测定反应物流中烃的量和测定反应物流的进料速率；将反应器流出物从氨氧化反应器传送至吸收器；将吸收器废气从吸收器供应至吸收器废气焚烧炉；和将燃料气和空气供应至吸收器废气焚烧炉。在一个方面，操控变量组包括至吸收器废气焚烧炉的燃料气流量和至吸收器废气焚烧炉的空气流量，而受控变量组包括吸收器废气焚烧炉烟道中氧的量和吸收器废气焚烧炉中的温度。所述方法包括通过调节操控变量控制至少一个受控变量组。在该方面，操控变量基于前馈变量变化。
附图简述
所述方法的以上及其他方面、数个方面的特征和优点由以下附图更加显而易见。
图1说明氨氧化过程。
图2显示AOGI更详细的视图。
在全部数个附图中，相应的附图标记表明相应的组件。技术人员应理解，在附图中的元件为简单和清晰起见说明，而无需按比例描绘。例如，在附图中的一些元件的尺寸相对于其它元件可放大以帮助改善各方面的理解。此外，通常不描绘在工业可行方面有用或必须的通用但熟知的元件，以有利于这些各方面的较少阻碍的视图。
详述
以下描述不应以限制意义理解，但是仅为了描述示例性实施方案的通用原理而进行。本发明的范围应参考权利要求确定。
氨氧化过程
图1为氨氧化过程的示意流程图。参考该图，所述过程包括反应器10、骤冷容器20、任选的流出物压缩机30和吸收器40。流1中的氨和流2中的烃(HC)进料可作为组合流3进料至反应器10。HC进料流2可包括选自丙烷、丙烯、异丁烯、异丁烯和它们的组合的烃。在一个方面，烃主要为丙烯。催化剂(图1中未显示)可存在于反应器10中。含氧气体可进料到反应器10。例如，空气可通过空气压缩机(图1中未显示)压缩并进料到反应器10。
在反应器10中由烃、氨和氧在催化剂存在下在反应器10中生产丙烯腈。包括丙烯腈的流可从反应器10顶部作为反应器流出物流4离开。包括反应器10中产生的丙烯腈的反应器流出物流4可传送经过管线11至骤冷容器20。
在骤冷容器20中，反应器流出物流4可通过与经管线12进入骤冷容器20的骤冷含水流5接触冷却。除水之外，骤冷含水流5可包括酸。经冷却的反应器流出物包含丙烯腈(包括副产物，例如乙腈、氢氰酸和杂质)，然后其可作为骤冷流6经管线13传送至流出物压缩机30。
骤冷流6可通过流出物压缩机30压缩，并作为压缩机流出物流7离开流出物压缩机30。所述过程可包括没有压缩机下操作。压缩机流出物流7可通过管线14传送至吸收器40的下部。在吸收器40中，丙烯腈可在第二或吸收器含水流8中吸收，流8通过管线15进入吸收器40的上部。包括丙烯腈和其它副产物的含水流或富水流18然后可从吸收器40传输通过管线19至回收塔(图1中未显示)，用于进一步的产物纯化。未吸收的流出物9从吸收器塔40的顶部经过管道16离开。未吸收的流出物或吸收器流出物9可包括废气，其可在吸收器废气焚烧炉21(AOGI)或吸收器废气氧化器(AOGO)中燃烧。
AOGI操作
AOGI21的更详细视图显示在图2中。如图2所示，吸收器流出物9、燃料气120和空气125进入AOGI 21。AOGI流出物气体130发送至AOGI烟道150。
环境许可要求可限定用于AOGI的操作参数。例如，环境要求可能需要提供在AOGI烟道气中小于所需量的NOx、非甲烷烃和/或CO的操作。在AOGI烟道气中的这些化合物的每一个的量的监控通过本领域已知的方法进行。所述过程可包括连续排放监测系统(CEMS)。环境要求不直接控制AOGI操作，但帮助限定操作条件和达到环境要求所需的设定点。
在一个方面，所述过程包括操作AOGI以控制AOGI烟道气中的NOx水平。在该方面，所述过程包括提供吸收器流出物、燃料气和空气至AOGI，其量使得对于设备中生产的每吨AN，保持约6kg或更少的NOx，在另一方面，约5kg或更少的NOx，在另一方面，约4kg/hr或更少的NOx，和在另一方面，约3kg/hr或更少的NOx，对于设备中生产的每吨AN。在该方面，所述过程包括测量AOGI烟道气中的NOx。
在另一方面，所述过程包括操作AOGI以控制AOGI烟道气中的非甲烷烃(NMHC)。在该方面，NMHC主要包括丙烷、丙烯腈、乙腈和丙烯。在该方面，所述过程包括提供吸收器流出物、燃料气和空气至AOGI，其量使得对于设备中生产的每吨AN，保持约3.5kg或更少的NMHC，在另一方面，约3kg或更少的NMHC，在另一方面，约2.5kg或更少的NMHC，在另一方面，约2kg或更少的NMHC，对于设备中生产的每吨AN。在该方面，所述过程包括测量AOGI烟道气中的NHMC。
在另一方面，所述过程包括操作AOGI以控制AOGI烟道气中的CO。在该方面，所述过程包括提供吸收器流出物、燃料气和空气至AOGI，其量使得对于设备中生产的每吨AN，保持约3.5kg或更少的CO，在另一方面，约3kg或更少的CO，在另一方面，约2.5kg或更少的CO，在另一方面，约2.0kg或更少的CO，对于设备中生产的每吨AN。在该方面，所述过程包括测量AOGI烟道气中的CO。
在一个方面，所述过程包括将吸收器流出物从吸收器供应至AOGI 21，和将燃料气120和空气125供应至AOGI 21。提供至AOGI的吸收器流出物、燃料气和空气的量使得通过改变燃料气供应速率使AOGI内的温度保持在AOGI温度设定点的约10℉以内，和在另一方面，在AOGI温度设定点的约5℉以内。在该方面，测量AOGI 21内部的温度。所述过程可包括换热器的各种已知构造。在一个方面，吸收器废气焚烧炉温度设定点为获得在吸收器废气焚烧炉烟道气中小于所需量的NOx、非甲烷烃和/或CO所必需的最低温度，优选地为获得小于它们各自所需量所必需的最低温度。
在一个方面，吸收器废气包括未反应的丙烯。反应器包括控制和停机系统以确保AOGI中不进入爆炸水平的丙烯。在该方面，反应器温度控制和停机系统将检测反应损失并防止到AOGI的过量丙烯流量。
在另一方面，所述过程包括通过提供至AOGI的空气125部分控制吸收器废气焚烧炉烟道气中氧的量。在该方面，吸收器废气焚烧炉烟道气中氧的量为约5体积%或更少，在另一方面，约3.5体积%或更少，在另一方面，约3体积%或更少，在另一方面，约2.5体积%或更少，在另一方面，约2体积%或更少，和在另一方面，至少约1体积%或更少。测量AOGI烟道150中的氧。
在另一方面，所述过程提供约95-约97%的全过程丙烯腈回收率。相关的骤冷和吸收器效率大于约99%。在该方面，提供到吸收器废气焚烧炉的燃料气与产生的丙烯腈的比率保持在约3.3:1千标准立方英尺/吨丙烯腈(MSCF/T)至约3.8:1(MSCF/T)，和在另一方面，约3.4:1(MSCF/T)至约3.7:1(MSCF/T)。在相关方面，提供至吸收器废气焚烧炉的空气与产生的丙烯腈的比率保持在约1.7:1千标准立方英尺/分钟/吨丙烯腈(MSCFM/T/hrAN)至约1.9:1(MSCFM/T/hrAN)。
流化床反应器在丙烯腈设备的中心。期望保证优化反应器效率(包括在反应物转化和催化剂损失方面)，同时增加反应器的比容量。未正确操作反应器可显著影响整个丙烯腈设备的效率、可靠性或生产能力，并在极端情况下导致生产的长时间停机。流化床的操作和性能对所选的具体操作条件高度敏感，且工业上在改变这些条件方面高度谨慎。当流化床操作条件改变(例如，反应器压力、反应器气体速度、床高度，床压降与格栅压降的比率等)和催化剂特征改变(颗粒尺寸、粒径分布、细粉含量、磨损特征)时，这也可改变催化剂性能和相关的生产能力和效率。氨氧化过程包括在催化剂存在下，在约140kPa或更少的压力(绝对压力)和在约0.5-约1.2米/秒的速度下使氨、氧和选自丙烷、丙烯、异丁烷和异丁烯和它们的组合的烃反应，以提供反应器流出物流。当使用约10-100µ的平均粒径的催化剂时，其中约0-30重量%的粒径分布大于约90µ，和约30-50重量%的粒径分布小于45µ，流化速度(基于流出物体积流量和除了冷却盘管和浸入管面积以外的反应器横截面积(“CSA”))可在最多1.2m/s操作，优选0.55-0.85。甚至在高达所指示的速度下，已发现可在可接受的催化剂损失下操作，同时在约0.50-约0.58kg/cm2的顶部压力下操作反应器和/或在15kPa或更小的压降下操作旋风分离器，且粉末脱离高度高于的流化床顶部约5.5-约7.5m。这得到增加的生产能力/单位反应器体积(切向:切向)的潜力，为0.005-0.015公吨/小时/立方米反应器体积，在另一方面，约0.0075-约0.0125，和在另一方面，约0.009-约0.01公吨/小时/立方米反应器体积。
在一方面，所述过程包括在反应器中对烃进行操作或反应，其中流出物体积流具有约0.5-约1.05米/秒的速度(基于流出物体积流量和除冷却盘管和浸入管面积以外的反应器横截面积(“CSA”)，即开放CSA的~90%)。已发现可设计和操作反应器，使用该速度同时还获得良好的流化/催化剂性能和来自旋风分离器的合理的催化剂携带/催化剂损失，使得在反应器容量可能增加的程度上，速度可保持在该范围附近。在一个实施方案中，反应器可在最多约0.75米/秒-约0.95米/秒的速度(基于90%的CSA和流出物气体)下操作，和保持约0.50-约0.65kg/cm2的顶部压力，和在另一方面，约0.52-约0.58kg/cm2。在一个方面，旋风分离器入口速度（米/秒）与反应器流出物速度（米/秒）之比为约15或更大，在另一方面，约20或更大，在另一方面，约15-约30，在另一方面，20-约30，在另一方面，约22-约25，在另一方面，约23-约26，和在另一方面，约27-约29。
在一方面，所述过程包括在反应器中对烃进行操作或反应，其中反应器具有反应器圆柱高度的约25%-约60%（切向:切向）的流化床高度，在另一方面，约25%-约37%，在另一方面，约42%-约50%，在另一方面，约45%-约55%，和在另一方面，约44%-约47%。
在一方面，所述过程包括在反应器中对烃进行操作或反应，其中反应器具有反应器直径的约60%-约110%的流化床高度，在另一方面，约60%-约80%，在另一方面，约70%-约100%，在另一方面，约75%-约90%，在另一方面，约80%-约90%，在另一方面，约85%-约95%，在另一方面，约70%-约85%，和在另一方面，约85%-约90%。
在一方面，所述过程包括在反应器中对烃进行操作或反应，其中反应器具有约0.50-约0.65kg/cm2的顶部压力，在另一方面，约0.52-约0.58kg/cm2，在另一方面，约0.54-约0.6kg/cm2，和在另一方面，约0.5-约0.55kg/cm2。在该范围内的反应器顶部压力提供在高于该范围的反应器顶部压力内改善的催化剂性能的好处。在一方面，所述方法包括在约0.54-约0.56kg/cm2下操作反应器。
在一方面，所述过程包括在反应器中对烃进行操作或反应，其中在反应器进料中氨的量提供约1-约2的氨:烃摩尔比，在另一方面，约1.25-约1.75，在另一方面，约1.4-约1.6，和在另一方面，约1.25-约1.3。
在另一方面，过程包括在反应器中对烃进行操作或反应，其中反应器进料中空气的量提供在反应器进料中约9-约12的空气:烃比率，在另一方面，约9-约11的比率，在另一方面，约9-约10的比率，在另一方面，约10.5-约11的比率，在另一方面，约9.25-约9.75的比率，和在另一方面，约9.4-约9.6的比率。在相关方面，反应器流出物流包括约0.5-约1重量%的氧。所述过程可进一步包括连续测量反应器流出物中氧的量和相应地连续调节空气:烃的摩尔比。氧可在反应器下游的任何位置测量。
用于吸收包括丙烯腈的反应器流出物流的过程，其包括用第一含水流使反应器流出物流骤冷，以提供包括丙烯腈的骤冷流；压缩骤冷流以提供包括丙烯腈的流出物压缩机流；传送流出物压缩机流至约300kPa-约500kPa压力(绝对压力)下的吸收器；和在吸收器中，在第二含水流中吸收丙烯腈以提供包括丙烯腈的富水。
在另一方面，用于吸收包括丙烯腈的反应器流出物流的过程，所述过程包括用第一含水流使反应器流出物流骤冷，以提供包括丙烯腈的骤冷流；压缩骤冷流以提供包括丙烯腈的流出物压缩机流；传送流出物压缩机流至吸收器；和在吸收器中，在具有约4℃-约45℃温度的第二含水流中吸收丙烯腈以提供包括丙烯腈的富水。
反应器中的变化、骤冷和/或吸收器操作可影响为获得期望的排放水平所需的AOGI操作参数。例如，反应器转化速率的变化可影响吸收器废气组合物并影响需要提供多少燃料和氧至AOGI。在该方面，反应器丙烯转化速率为约95%至小于约100%。如本文所用，“反应器丙烯转化速率”是指反应器进料中转化为丙烯腈和其它含碳产物的丙烯的量的百分比。在另一方面，骤冷塔操作可影响吸收塔温度，其可最终影响吸收器废气中有多少水。吸收器废气的水含量变化可随后影响AOGI操作。在该方面，具有约65℃-约85℃温度(对于一类骤冷设计)和约100℃-约120℃(对于另一类骤冷设计)的骤冷塔流出物传送至吸收器。在相关方面，吸收器废气具有约5重量%或更少的水和吸收器废气中的水含量可随吸收器顶部温度的变化而变化。在另一方面，骤冷塔可提供在来自骤冷塔后冷却器的冷凝物中约3.5-约7的pH，在另一方面，约3.5-约6，和在另一方面，约5-约5.5。
高级过程控制
反应器进料速率(烃进料速率)的变化改变进入吸收器和最终进入AOGI的丙烷的量。已发现丙烷在反应器中对催化剂是基本惰性的。丙烷作为燃料和可导致AOGI温度和烟道O2偏差，如果该变化未以前馈方式用燃料气流量补偿。这也可在当丙烯纯度改变的情况下发现，其导致不同量的丙烷进入吸收器和AOGI。因此，已知当变化用于预测AOGI温度和O2的偏差然后用燃料气变化补偿时，进料速率和丙烯纯度(和它们的变化)可提供AOGI燃烧室温度和烟道O2的更好的控制。
模型预测控制(MPC)，又名高级过程控制(APC)，使用过程模型来预测未来的过程行为，然后执行优化控制行动以根据期望的目标计算过程偏差。与控制过程一起，MPC还尝试通过移动关键过程变量将过程驱动至最“经济”的条件。所述过程包括使用MPC以实现减少的燃料气用量和改善的AOGI排放。
如本文所用，术语“操控变量”是指通过高级过程控制器调节的变量。在该方面，操控变量包括至AOGI的燃料气流速和空气流速。术语“受控变量”是指通过高级过程控制器保持在预定值(设定点)或预定范围(设置范围)内的变量。在该方面，受控变量包括AOGI中的温度和AOGI烟道气中的O2。“优化变量”是指使变量最大化或最小化和将变量保持在预定值。“前馈变量”是指用于确定对操控变量调节的变量。在该方面，前馈变量包括进入氨氧化反应器的反应物流的流速和反应物流中烃的量。
模型预测控制的一方面为使用模型和受控变量的可得测量结果来预测未来过程行为。控制器输出经计算以便优化性能指数，其为预测误差和计算的未来控制行动的线性或二次函数。在各个抽样时刻，重复控制计算和基于当前测量结果更新的预测。在这方面，适合的模型为包括一组经验阶跃响应模型的模型，所述经验阶跃响应模型表达了操控变量和前馈变量的阶跃响应对受控变量的影响。
待优化参数的最佳值可由单独的优化步骤获得，或待优化的变量可包括在性能函数中。
在模型预测控制可应用之前，首先确定操控变量的阶跃变化对于待优化变量和对于受控变量的影响。这得到一组阶跃-响应系数。这组阶跃-响应系数形成所述过程的模型预测控制的基础。
在正常操作期间，对一些未来控制行动定期计算受控变量的预测值。对这些未来控制行动计算性能指数。性能指数包括两个项，第一个项表示用于各个控制行动的预测误差的未来控制行动之和，而第二个项表示用于各个控制行动的操控变量变化的未来控制行动之和。对于各个受控变量，预测误差为受控变量的预测值和受控变量的参考值之差。将预测误差乘以加权因子，并将对于控制行动的操控变量变化乘以行动抑制因子。
备选地，这些项可为平方项之和，在这种情况下性能指数为二次的。此外，可对操控变量、操控变量变化和受控变量设置约束。这得到独立的方程组，解所述方程组同时使性能指数最小化。
优化可按两种方式进行：一种方式为在性能指数最小化之外单独优化，和第二种方式为在性能指数以内优化。
当单独进行优化时，待优化的变量作为受控变量包括在对于各个控制行动的预测误差中，且优化产生受控变量的参考值。
备选地，在性能指数计算内进行优化，且这得到性能指数中具有适当加权因子的第三个项。在这种情况下，受控变量的参考值为预定的稳态值，其保持恒定。
考虑约束，将性能指数最小化，以得到用于未来控制行动的操控变量值。然而，仅执行下一个控制行动。然后再次开始性能指数的计算用于未来控制行动。
具有阶跃响应系数的模型和在模型预测控制中所需的方程为计算机程序的一部分，执行该程序以控制吸收器废气焚烧过程。装载有这种可处理模型预测控制的程序的计算机程序被称为高级过程控制器。可利用的市售可得的计算机程序包括例如Aspen Technology的DMCplus®和Emerson的PredictPro®。
实施例
实施例1：在16T/hr丙烯腈下燃料气和空气的用量
AOGI温度变化的影响：下表对比了当操作设备以生产16T/hr丙烯腈(AN)时燃料气和空气用量。基线操作描述了最佳的AOGI温度和烟道O2。实际上，所述过程可包括在高约10℉操作AOGI以提供进料纯度和反应器进料速率变化的缓冲。如表所示，当温度提高10℉和烟道O2保持不变时，燃料气用量空气用量增加。在该实施例中，与基线操作相比，在+10°操作下燃料气用量增加约6.9%和空气用量增加约2.1%。在该方面，燃料气用量可增加约6%-约7.5%和空气用量可增加约1.5%-约2.5%，与高于基线操作约10℉的温度下操作AOGI相比。
AOGI温度变化和烟道O2变化的影响：如表中进一步显示，当烟道O2增加1.4%-1.6%时，燃料气用量增加约15%和空气用量增加约7.4%，与基线操作相比。在该方面，燃料气用量可增加约12%-约16%和空气用量可增加约6%-约8%，与在约1.4%的烟道O2和基线温度下操作AOGI相比。本文提供的方法降低在比期望的基线+10℉操作AOGI的需求，并导致提供至AOGI的燃料气和空气的节约。
原料纯度变化的影响：下表说明了原料纯度变化的影响。如表中所示，当原料纯度降低1%和燃料气和空气保持在基线水平时，AOGI温度升高。在保持基线温度的情况下，燃料气用量减少和空气保持保持相同。
本文提供的方法允许至AOGI的燃料气进料的预先调节，基于原料的纯度变化。燃料气进料的这种预先调节允许AOGI保持更接近于它的期望温度，同时使用较少的燃料气。在该方面，在约95.4%的原料纯度下，当允许减少燃料气以保持AOGI温度时，燃料气用量比基线操作小约49.1%。
实施例2：在12T/hr丙烯腈下燃料气和空气的用量
AOGI温度变化的影响：下表对比了当操作设备以生产12T/hr丙烯腈(AN)时燃料气和空气用量。基线操作描述了最佳的AOGI温度和烟道O2。实际上，所述过程可包括在高约10℉操作AOGI以提供进料纯度和反应器进料速率变化的缓冲。如表中所示，当温度提高10℉和烟道O2保持不变时，燃料气用量增加。在该实施例中，与基线操作相比，在+10°操作下燃料气用量增加约3.7%和空气用量增加约0.8%。在该方面，燃料气用量可增加约3%-约4%且空气用量可增加约0.5%-约1.0%，与高于基线操作约10℉的温度下操作AOGI相比。
AOGI温度变化和烟道O2变化的影响：如表中进一步显示，当烟道O2增加2.6%-2.8%时，燃料气用量增加约7.7%和空气用量增加约6.0%，与基线操作相比。在该方面，燃料气用量可增加约5%-约10%和空气用量可增加约5%-约7%，与在约2.6%的烟道O2和基线温度下操作AOGI相比。
原料纯度变化的影响：下表说明了原料纯度变化的影响。如表中所示，当原料纯度降低1%而燃料气和空气保持在基线水平时，AOGI温度比基线温度升高5.8%。在该方面，原料纯度的降低可导致AOGI温度比基线温度提高约5.5%-约6.5%。当原料纯度提高1%而燃料气和空气保持在基线水平时，AOGI温度比基线温度降低约6.2%。在该方面，原料纯度的提高可导致约5.5%-约6.5%的AOGI温度降低。
实施例3：原料纯度和进料速率的影响
原料纯度变化的影响：下表说明了原料纯度变化的影响。如表中所示，当原料纯度提高1.1%和燃料气和空气保持在基线水平时，AOGI温度降低约4.5%。在该方面，约1.1%的原料纯度的提高可导致约4%-约5%的AOGI温度降低。
当原料纯度提高1.1%和AOGI温度保持在基线水平时，燃料气用量增加16.5%和空气用量增加0.7%。在该方面，当原料纯度提高1.1%和AOGI温度保持在基线水平时，燃料气用量可比基线水平增加约16%-约17%，而空气用量可比基线水平增加约0.5%-约1%。
反应器进料速率的影响：下表说明了反应器进料速率变化的影响。如表中所示，当进料速率提高5%和燃料气和AOGI温度保持在基线水平时，AOGI温度降低约2℉和烟道O2降低约13.4%。当进料速率减少10%而燃料气和AOGI温度保持在基线水平时，AOGI温度升高约6℉和烟道O2增加约31%。当进料速率减少10%和AOGI温度和烟道O2保持在基线水平时，燃料气用量减少约10%和空气用量减少约10.2%。在该方面，约10%的进料速率降低可产生约8%-约12%的燃料用量减少和约9.5%-约10.5%的空气用量减少。
虽然已经通过具体的实施方案、实施例和它们的应用来描述本文公开的发明，但是本领域技术人员在不离开权利要求所阐述的本发明范围的情况下可对其进行许多改进和变化。

Claims (27)

1. 操作废气焚烧炉的方法，所述方法包含：
将反应物流引入至氨氧化反应器；
测定所述反应物流中的烃的量和测定所述反应物流的进料速率；
将反应器流出物从所述氨氧化反应器传送至吸收器；
将吸收器废气从所述吸收器供应至吸收器废气焚烧炉；和
供应燃料气和空气至所述吸收器废气焚烧炉；
其中所述吸收器废气、燃料气和空气提供至吸收器废气焚烧炉，其量保持吸收器废气焚烧炉烟道气中约6kg或更少的NOx/吨生产的丙烯腈，和吸收器废气焚烧炉烟道气中约3.5kg或更少非甲烷烃/吨生产的丙烯腈。
2. 权利要求1的方法，其中所述吸收器废气焚烧炉中的温度保持在所述吸收器废气焚烧炉的温度设定点的约10℉以内。
3. 权利要求1的方法，其中在所述反应物流中的所述烃选自丙烷、丙烯、异丁烯(isobutene)、异丁烯(isobutylene)和它们的混合物。
4. 权利要求3的方法，其中所述烃为丙烯。
5. 权利要求1的方法，其中所述方法在吸收器废气焚烧炉烟道气中提供约5体积%或更少的氧。
6. 权利要求1的方法，其中所述方法保持在所述吸收器废气焚烧炉烟道气中约3.5kg或更少的CO/吨生产的丙烯腈。
7. 权利要求2的方法，其中所述吸收器废气焚烧炉温度设定点为在所述吸收器废气焚烧炉烟道气中获得小于所需量的NOx、非甲烷烃和/或CO需要的最低温度。
8. 操作废气焚烧炉的方法，所述方法包含：
将反应物流引入至氨氧化反应器；
测定所述反应物流中的烃的量和测定所述反应物流的进料速率；
将反应器流出物从所述氨氧化反应器传送至吸收器；
将吸收器废气从所述吸收器供应至吸收器废气焚烧炉；和
供应燃料气和空气至所述吸收器废气焚烧炉；
其中将所述吸收器废气、燃料气和空气提供至所述吸收器废气焚烧炉，其量使所述废气焚烧炉中的温度保持在所述废气焚烧炉的温度设定点的约10℉以内。
9. 权利要求8的方法，其中在所述废气焚烧炉中的温度保持在所述废气焚烧炉的温度设定点的约5℉以内。
10. 权利要求8的方法，其中在所述反应物流中的烃选自丙烷、丙烯、异丁烯、异丁烯和它们的混合物。
11. 权利要求10的方法，其中所述烃为丙烯。
12. 权利要求8的方法，其中所述方法提供在吸收器废气焚烧炉烟道气中约5体积%或更少的氧。
13. 权利要求8的方法，其中所述方法保持在所述吸收器废气焚烧炉烟道气中约6kg或更少的NOx/吨生产的丙烯腈。
14. 权利要求8的方法，其中所述方法保持在吸收器废气焚烧炉烟道气中约3.5kg或更少的非甲烷烃/吨生产的丙烯腈。
15. 权利要求8的方法，其中所述方法保持在所述吸收器废气焚烧炉烟道气中约3.5kg或更少的CO/吨生产的丙烯腈。
16. 权利要求8的方法，其中所述氨氧化反应器具有约95%至低于约100%的丙烯转化率。
17. 权利要求8的方法，其中使来自所述氨氧化反应器的所述反应器流出物传送至骤冷塔并使具有约65℃-约85℃温度的骤冷塔流出物传送至所述吸收器。
18. 权利要求8的方法，其中吸收器废气具有约5重量%或更少的水。
19. 权利要求8的方法，其中所述吸收器废气焚烧炉温度设定点为在所述吸收器废气焚烧炉烟道气中获得小于所需量的NOx、非甲烷烃和/或CO需要的最低温度。
20. 操作废气焚烧炉的方法，所述方法包含：
将反应物流引入至氨氧化反应器；
测定所述反应物流中的烃的量和测定所述反应物流的进料速率；
将反应器流出物从所述氨氧化反应器传送至吸收器；
将吸收器废气从所述吸收器供应至吸收器废气焚烧炉；和
供应燃料气和空气至所述吸收器废气焚烧炉；
其中操控变量组包括流向所述吸收器废气焚烧炉的燃料气流量和至所述吸收器废气焚烧炉的空气流量，而组受控变量组包括在所述吸收器废气焚烧炉烟道气中氧的量和所述吸收器废气焚烧炉中的温度，
其中控制至少一个受控变量组包括调节操控变量，
其中前馈变量用于改变所述操控变量。
21. 权利要求20的方法，其中前馈变量包括在所述反应物流中烃的量和所述反应物流的进料速率。
22. 权利要求20的方法，其中所述方法包括控制所述吸收器废气焚烧炉烟道气中氧的量和所述吸收器废气焚烧炉中的温度，基于模型预测控制来确定对于操控变量的同步控制行动，以便优化至少一个参数组，同时控制至少一个受控变量组。
23. 权利要求20的方法，其中所述方法提供在所述吸收器废气焚烧炉的温度设定点的约10℉以内的吸收器废气焚烧炉温度。
24. 权利要求23的方法，其中在所述吸收器废气焚烧炉中的温度保持在所述吸收器废气焚烧炉的温度设定点的约5℉以内。
25. 权利要求20的方法，其中在所述反应物流中的所述烃选自丙烷、丙烯、异丁烯、异丁烯和它们的混合物。
26. 权利要求25的方法，其中所述烃为丙烯。
27. 权利要求20的方法，其中所述方法提供在吸收器废气焚烧炉烟道气中约5体积%或更少的氧。
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