JP2022125030A - 排ガス焼却炉の制御 - Google Patents
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Abstract
Description
モデル予測制御(MPC)は、高度プロセス制御(APC)としても公知であり、プロセスモデルを使用して、将来のプロセス挙動を予測し、次いで最適化した制御動作を実行に移して、望ましい目標からのプロセス偏差を無効にする。プロセスの制御と共に、MPCは、重要なプロセス変数を変動させて、プロセスを最も「経済的な」状態にしようとする。
この方法は、アンモ酸化反応器の供給速度、および、反応器中における炭化水素供給物の純度を測定するステップを含む。この方法によれば、反応器の供給速度および炭化水素の純度は、排ガス焼却炉への燃料ガス流および空気流の量に影響を与える。ある重要な態様では、操作者は、公知の反応器の供給速度および炭化水素の純度に基づいて、排ガス焼却炉の性能を予測でき、次いで、制御を実行に移して、AOGI温度、および、排ガス焼却炉の煙道ガスにおける酸素の偏差を最小化できる。
排ガス焼却炉を操作する(稼働させる)ための方法は、反応物流の流れをアンモ酸化反応器に導入するステップ;反応物流における炭化水素の量を判定し、反応物流の供給速度を判定するステップ;反応器の排出物を、アンモ酸化反応器から吸収器に運ぶステップ;吸収器の排ガスを、吸収器から吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;ならびに燃料ガスおよび空気を、吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップを含む。吸収器の排ガス、燃料ガスおよび空気が、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、プラントで生成されたAN1トン当たり約6kg以下のNOxを維持する量、ならびに吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、プラントで生成されたAN1トン当たり約3.5kg以下の非メタン炭化水素を維持する量で、吸収器の排ガス焼却炉に供給される。
別の態様では、排ガス焼却炉を操作するための方法は、反応物流の流れをアンモ酸化反応器に導入するステップ;反応物流における炭化水素の量を判定し、反応物流の供給速度を判定するステップ;反応器の排出物を、アンモ酸化反応器から吸収器に運ぶステップ;吸収器の排ガスを、吸収器から吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;ならびに燃料ガスおよび空気を、吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップを含む。一態様では、1セットの操作変数は、吸収器の排ガス焼却炉への燃料ガス流、および吸収器の排ガス焼却炉への空気流を含み、1セットの制御変数は、吸収器の排ガス焼却炉の煙道における酸素の量、および吸収器の排ガス焼却炉における温度を含む。この方法は、操作変数を調整することによる、少なくとも1セットの制御変数を制御するステップを含む。この態様では、操作変数は、フィードフォワード変数に基づいて変化する。
本方法の上記および他の態様、いくつかの態様の特徴および利点は、以下の図からさらに明らかになるであろう。
アンモ酸化プロセス
図1は、アンモ酸化プロセスの系統図である。図を参照すると、このプロセスは、反応器10、クエンチ容器20、任意の排出物圧縮器30および吸収器40を含む。流れ1中のアンモニアおよび流れ2中の炭化水素(HC)供給物は、合わせた流れ3として反応器10に供給され得る。HC供給流2は、プロパン、プロピレン、イソブテン、イソブチレンおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される炭化水素を含み得る。一態様では、炭化水素は、主にプロピレンである。触媒(図1で示されていない)は、反応器10に存在し得る。酸素を含有するガスが、反応器10に供給され得る。例えば、空気は、空気圧縮器(図1で示されていない)により圧縮し、反応器10に供給され得る。
アクリロニトリルは、反応器10中の触媒の存在下において、炭化水素、アンモニアおよび酸素の反応から、反応器10で生成される。アクリロニトリルを含む流れは、反応器10の上部から、反応器の排出物流4として流出し得る。反応器10で生成されたアクリロニトリルを含む反応器の排出物流4は、ライン11を通ってクエンチ容器20に運ばれ得る。
クエンチ流6は、排出物圧縮器30により圧縮され得、圧縮器の排出物流7として排出物圧縮器30から流出する。この方法は、圧縮器なしで操作するステップを含んでよい。圧縮器の排出物流7は、ライン14を経由して吸収器40の下部に運ばれ得る。吸収器40において、アクリロニトリルは、第2のまたは吸収器の水流8に吸収され得、これはライン15を経由して吸収器40の上部に入る。アクリロニトリルおよび他の副産物を含む水流または豊水流18は、次いで、吸収器40から、ライン19を経由して、生成物をさらに精製するための回収カラム(図1で示されていない)に運搬され得る。吸収されなかった排出物9は、吸収器カラム40の上部からパイプ16を通って流出する。吸収されなかった排出物または吸収器の排出物9は、吸収器の排ガス焼却炉21(AOGI)または吸収器の排ガス酸化器(AOGO)で燃焼できる排ガスを含み得る。
AOGI21のさらに詳細な概観は、図2で示されている。図2で示されているように、吸収器の排出物9、燃料ガス120および空気125は、AOGI21に入る。AOGI排出物ガス130は、AOGI煙道150に送られる。
環境許可要件は、AOGIの操作パラメータを定義できる。例えば、環境要件は、AOGI煙道ガスにおけるNOx(NOx)、非メタン炭化水素、および/またはCOを必要量未満にする操作を必要とすることがある。AOGI煙道ガスにおけるこうした化合物の各量のモニタリングは、当業界で公知の方法による。この方法は、連続排出モニタリング系(CEMS)を含み得る。環境要件は、AOGIの操作を直接制御しないが、環境要件を達成するのに必要な操作条件および設定点を定義する一助となる。
別の態様では、方法は、AOGIを操作して、AOGI煙道ガスにおける非メタン炭化水素(NMHC)を制御するステップを含む。この態様では、NMHCは、主に、プロパン、アクリロニトリル、アセトニトリルおよびプロピレンを含む。この態様では、方法は、プラントで生成されたAN1トン当たり約3.5kg以下のNMHCを維持する量で、別の態様では、プラントで生成されたAN1トン当たり約3kg以下のNMHC、別の態様では、約2.5kg以下のNMHC、また、別の態様では、約2kg以下のNMHCを維持する量で、吸収器の排出物、燃料ガスおよび空気をAOGIに付与するステップを含む。この態様では、方法は、AOGI煙道ガスにおけるNHMCを測定するステップを含む。
一態様では、方法は、吸収器の排出物を、吸収器からAOGI21に供給するステップ、ならびに燃料ガス120および空気125を、AOGI21に供給するステップを含む。吸収器の排出物、燃料ガスおよび空気は、燃料ガス供給速度を変化させることにより、AOGIの温度設定点の約10°F(5.56℃)以内、また、別の態様では、AOGIの温度設定点の約5°F(2.78℃)以内に、AOGI内温度を維持する量で、供給される。この態様では、温度は、AOGI21の内部で測定される。この方法は、熱交換器用に様々な公知の構造を含み得る。一態様では、吸収器の排ガス焼却炉の温度設定点は、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおけるNOx、非メタン炭化水素、および/またはCOの必要量未満を達成するのに必要な最小温度、好ましくは、それらの各必要量を下回る量にするのに必要な最小温度である。
別の態様では、方法は、AOGIに供給された空気125を変化させることにより、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおける酸素の量を部分的に制御するステップを含む。この態様では、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおける酸素の量は、約5体積%以下、別の態様では、約3.5体積%以下、別の態様では、約3体積%以下、別の態様では、約2.5体積%以下、別の態様では、約2体積%以下、また、別の態様では、少なくとも約1体積%以下である。酸素は、AOGIの煙道150において測定される。
別の態様では、方法は、約95から約97%のプロセス全体のアクリロニトリル回収率を示す。関連するクエンチおよび吸収器の効率は、約99%超である。この態様では、吸収器の排ガス焼却炉に供給される燃料ガス対生成されたアクリロニトリルの比は、アクリロニトリル1トン当たり約3.3:1千標準立方フィート(MSCF/T)から約3.8:1(MSCF/T)、また、別の態様では、約3.4:1(MSCF/T)から約3.7:1(MSCF/T)の範囲で維持される。関連した態様では、吸収器の排ガス焼却炉に供給された空気対生成されたアクリロニトリルの比は、アクリロニトリル1トン当たり、1分に約1.7:1千標準立方フィート(MSCFM/T/時 AN)から約1.9:1(MSCFM/T/時 AN)の範囲で維持される。
ある態様では、方法は、反応器中で炭化水素を操作または反応させるステップを含み、反応器は、反応器の直径の約60%から約110%、別の態様では、約60%から約80%、別の態様では、約70%から約100%、別の態様では、約75%から約90%、別の態様では、約80%から約90%、別の態様では、約85%から約95%、別の態様では、約70%から約85%、また、別の態様では、約85%から約90%である高さの流動床を有する。
ある態様では、方法は、反応器中で炭化水素を操作または反応させるステップを含み、反応器供給物中のアンモニアの量は、アンモニア対炭化水素のモル比約1から約2、別の態様では、約1.25から約1.75、別の態様では、約1.4から約1.6、また、別の態様では、約1.25から約1.3を備える。
アクリロニトリルを含む反応器の排出物流を吸収するためのプロセスは、第1の水流で反応器の排出物流をクエンチして、アクリロニトリルを含むクエンチ流を得るステップ;クエンチ流を圧縮して、アクリロニトリルを含む排出物圧縮流を得るステップ;排出物圧縮流を、約300kPaから約500kPaの圧力(絶対)で吸収器に運ぶステップ;および吸収器において、第2の水流中のアクリロニトリルを吸収して、アクリロニトリルを含む豊水を得るステップを含む。
別の態様では、アクリロニトリルを含む反応器の排出物流を吸収するための方法、方法は、第1の水流で反応器の排出物流をクエンチして、アクリロニトリルを含むクエンチ流を得るステップ;クエンチ流を圧縮して、アクリロニトリルを含む排出物圧縮流を得るステップ;排出物圧縮流を吸収器に運ぶステップ;および吸収器において、約4℃から約45℃の温度を有する第2の水流中のアクリロニトリルを吸収して、アクリロニトリルを含む豊水を得るステップを含む。
反応器の供給速度(炭化水素の供給速度)における変化は、吸収器に入り、最終的にはAOGIに入るプロパンの量を変化させる。プロパンは、本来、反応器において触媒と不活性であると見出されている。プロパンは、燃料として作用し、フィードフォワード手段における燃料ガス流で変化が無効にならない場合、AOGI温度および煙道のO2に偏差が引き起こされ得る。プロピレン純度が変化するケースでも同じものが見られ、このため、異なる量のプロパンが吸収器およびAOGIに入る。したがって、AOGI温度およびO2における偏差を予測するために変化が使用され、その結果、燃料ガスの変化が無効になる場合、供給速度およびプロピレン純度(ならびにそれらの変化)を知ることで、AOGI火室の温度および煙道のO2をより良好に制御できる。
本明細書で使用されている「操作変数」という用語は、高度プロセス制御器により調整される変数を指す。この態様では、操作変数は、AOGIへの燃料ガス流量および空気流量を含む。「制御変数」という用語は、所定の値(設定点)または所定の範囲(設定範囲)内で、高度プロセス制御器により保持される変数を指す。この態様では、制御変数は、AOGIにおける温度およびAOGIの煙道ガス中のO2を含む。「変数の最適化」は、変数を最大化すること、または最小化すること、ならびに、所定の値で変数を維持することを指す。「フィードフォワード変数」は、操作変数の調整値の決定に使用される変数を指す。この態様では、フィードフォワード変数は、反応物流のアンモ酸化反応器中への流量、および反応物流における炭化水素の量を含む。
最適化されるパラメータの最適な値は、個別の最適化ステップから得られ、最適化される変数は、性能関数に含まれ得る。
モデル予測制御が適用され得る前に、まず、最適化される変数および制御変数に対する操作変数のステップ変化の効果が決定される。これにより、1セットのステップ応答係数が得られる。このステップ応答係数のセットは、プロセスのモデル予測制御の基盤を形成する。
あるいは、これらの項は、二乗項の総和であってよく、このケースでは、性能指数は二次である。さらに、操作変数、操作変数における変化、および制御変数に対して制約を設定できる。これにより、性能指数の最小化と同時に解決される別の1セットの等式が得られる。
最適化は、2つの方法で行うことができ;第1の方法は、性能指数の最小化は別として、個別に最適化することであり、第2の方法は、性能指数内で最適化することである。
最適化を個別に行う場合、最適化される変数は、各制御変動に対して予測される誤差中の制御変数として含まれ、最適化により、制御変数に対する基準値が得られる。
あるいは、最適化は、性能指数の計算内で行うと、これにより、適切な重み係数を有する性能指数における第三項が得られる。このケースでは、制御変数の基準値は、一定で留まる所定の定常状態の値である。
ステップ応答係数を有するモデル、およびモデル予測制御に必要とされる等式は、吸収器の排ガス焼却炉のプロセスを制御するために実行されるコンピュータプログラムの部分である。予測制御を取り扱うことができるそのようなプログラムを搭載したコンピュータプログラムは、高度プロセス制御器と呼ばれる。利用され得る市販のコンピュータプログラムは、例えば、Aspen TechnologyのDMCplus(登録商標)およびEmersonのPredictPro(登録商標)を含む。
アクリロニトリル16T/時での燃料ガスおよび空気使用量
AOGI温度変化の効果:以下の表は、プラントを操作して、アクリロニトリル(AN)16T/時を生成する場合の、燃料ガスおよび空気使用量を比較する。ベースライン操作は、理想的なAOGI温度および煙道のO2について説明している。実際に、方法は、約10°F(5.56℃)高くAOGIを操作して、供給純度および反応器の供給速度を変化させるための緩衝液を得るステップを含み得る。表で示されているように、温度が10°F(5.56℃)上昇し、煙道のO2が一定に保たれる場合、燃料ガス使用量空気使用量は増加する。この例では、ベースライン操作と比較して、+10°で操作する際の燃料ガス使用量は約6.9%増加し、空気使用量は約2.1%増加した。この態様では、燃料ガス使用量は、ベースライン操作を約10°F(5.56℃)超える温度でのAOGIの操作と比較して、約6%から約7.5%増加し得、空気使用量は約1.5%から約2.5%増加し得る。
AOGI温度変化および煙道のO2変化の効果:表でさらに示されているように、煙道のO2が1.4%から1.6%増加する場合、ベースライン操作と比較して、燃料ガス使用量は約15%増加し、空気使用量は約7.4%増加した。この態様では、約1.4%の煙道のO2およびベースライン温度でのAOGIの操作と比較して、燃料ガス使用量は、約12%から約16%増加し得、空気使用量は約6%から約8%増加し得る。本明細書で提供される方法は、望ましいベースラインより+10°F(5.56℃)高くAOGIを操作させる必要性を低下させ、燃料ガスを節約し、空気をAOGIに付与する。
原材料純度の変化の効果:以下の表は、原材料純度の変化の効果を例証する。表で示されているように、原材料純度が1%低下し、燃料ガスおよび空気がベースラインレベルで維持される場合、AOGI温度は上昇する。ベースライン温度が維持される場合、燃料ガス使用量は減少し、空気は同一のままである。
本明細書で提供される方法は、原材料における純度の変化に基づき、AOGIへの燃料ガス供給の事前調整を可能にする。この燃料ガス供給の事前調整により、AOGIを望ましい温度に近づけたままにしつつ、燃料ガスの使用を抑えることが可能である。この態様では、燃料ガスを減少させてAOGI温度の維持が可能になった場合、約95.4%の原材料純度での燃料ガス使用量は、ベースライン操作の約49.1%未満であった。
アクリロニトリル12T/時での燃料ガスおよび空気使用量
AOGI温度変化の効果:以下の表は、プラントを操作してアクリロニトリル(AN)12T/時を生成する場合の、燃料ガスおよび空気使用量を比較する。ベースライン操作は、理想的なAOGI温度および煙道のO2について説明している。実際に、方法は、約10°F(5.56℃)高くAOGIを操作して、供給純度および反応器の供給速度を変化させるために緩衝液を付与するステップを含み得る。表で示されているように、温度が10°F(5.56℃)上昇し、煙道のO2が一定に保たれる場合、燃料ガス使用量は増加する。この例では、ベースライン操作と比較して、+10°で操作する際の燃料ガス使用量は約3.7%増加し、空気使用量は約0.8%増加した。この態様では、燃料ガス使用量は、ベースライン操作を約10°F(5.56℃)超える温度でのAOGIの操作と比較して、約3%から約4%増加し得、空気使用量は、約0.5%から約1.0%増加し得る。
原材料純度の変化の効果:以下の表は、原材料純度の変化の効果を例証する。表で示されているように、原材料純度が1%低下し、燃料ガスおよび空気がベースラインレベルで維持される場合、AOGI温度は、ベースライン温度よりも5.8%上昇する。この態様では、原材料純度の低下は、AOGI温度において、ベースライン温度よりも約5.5%から約6.5%高い上昇を引き起こし得る。原材料純度が1%上昇し、燃料ガスおよび空気がベースラインレベルで維持される場合、AOGI温度はベースライン温度よりも約6.2%低下する。この態様では、原材料純度における上昇は、AOGI温度の約5.5%から約6.5%の低下を引き起こし得る。
原材料純度および供給速度の効果
原材料純度の変化の効果:以下の表は、原材料純度の変化の効果を例証する。表で示されているように、原材料純度が1.1%上昇し、燃料ガスおよび空気がベースラインレベルで維持される場合、AOGI温度は約4.5%低下する。この態様では、原材料純度における約1.1%の上昇は、AOGI温度における約4%から約5%の低下を引き起こし得る。
原材料純度が1.1%上昇し、AOGI温度がベースラインレベルで維持される場合、燃料ガス使用量は16.5%増加し、空気使用量は0.7%増加する。この態様では、原材料純度が1.1%上昇し、AOGI温度がベースラインレベルで維持される場合、燃料ガス使用量は、ベースラインレベルより約16%から約17%増加し得、空気使用量は、ベースラインレベルより約0.5%から約1%増加し得る。
反応器の供給速度の効果:以下の表は、反応器の供給速度における変化の効果を例証する。表で示されているように、供給速度が5%増加し、燃料ガスおよびAOGI温度がベースラインレベルで維持される場合、AOGI温度は約2°F(1.11℃)低下し、煙道のO2は約13.4%低下した。供給速度が10%低下し、燃料ガスおよびAOGI温度がベースラインレベルで維持される場合、AOGI温度は約6°F(3.34℃)上昇し、煙道のO2が約31%増加した。供給速度が10%低下し、AOGI温度および煙道のO2がベースラインレベルで維持される場合、燃料ガス使用量は約10%減少し、空気使用量は約10.2%まで減少した。この態様では、供給速度の約10%の低下は、燃料使用量の約8%から約12%の減少、および空気使用量の約9.5%から約10.5%の減少を引き起こし得る。
別の態様では、方法は、AOGIを操作して、AOGI煙道ガスにおける非メタン炭化水素(NMHC)を制御するステップを含む。この態様では、NMHCは、主に、プロパン、アクリロニトリル、アセトニトリルおよびプロピレンを含む。この態様では、方法は、プラントで生成されたAN1トン当たり約3.5kg以下のNMHCを維持する量で、別の態様では、プラントで生成されたAN1トン当たり約3kg以下のNMHC、別の態様では、約2.5kg以下のNMHC、また、別の態様では、約2kg以下のNMHCを維持する量で、吸収器の排出物、燃料ガスおよび空気をAOGIに付与するステップを含む。この態様では、方法は、AOGI煙道ガスにおけるNMHCを測定するステップを含む。
ステップ応答係数を有するモデル、およびモデル予測制御に必要とされる等式は、吸収器の排ガス焼却炉のプロセスを制御するために実行されるコンピュータプログラムの部分である。予測制御を取り扱うことができるそのようなプログラムを搭載したコンピュータプログラムは、高度プロセス制御器と呼ばれる。利用され得る市販のコンピュータプログラムは、例えば、Aspen TechnologyのDMCplus(登録商標)およびEmersonのPredictPro(登録商標)を含む。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔1〕排ガス焼却炉を操作するための方法であって、
反応物流の流れをアンモ酸化反応器に導入するステップ;
反応物流における炭化水素の量を判定し、反応物流の供給速度を判定するステップ;
反応器の排出物を、アンモ酸化反応器から吸収器に運ぶステップ;
吸収器の排ガスを、吸収器から吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;ならびに
燃料ガスおよび空気を、吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;
を含み、
吸収器の排ガス、燃料ガスおよび空気が、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約6kg以下のNO x を維持する量、ならびに吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約3.5kg以下の非メタン炭化水素を維持する量で、吸収器の排ガス焼却炉に供給される、方法。
〔2〕吸収器の排ガス焼却炉における温度が、吸収器の排ガス焼却炉の温度設定点の約10°F(5.56℃)以内に維持される、前記〔1〕に記載の方法。
〔3〕反応物流における炭化水素が、プロパン、プロピレン、イソブテン、イソブチレンおよびそれらの混合物からなる群から選択される、前記〔1〕に記載の方法。
〔4〕炭化水素がプロピレンである、前記〔3〕に記載の方法。
〔5〕吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、約5体積%以下の酸素を提供する、前記〔1〕に記載の方法。
〔6〕吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約3.5kg以下のCOを維持する、前記〔1〕に記載の方法。
〔7〕吸収器の排ガス焼却炉の温度設定点が、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおけるNO x 、非メタン炭化水素、および/またはCOの必要量未満を達成するのに必要な最小温度である、前記〔2〕に記載の方法。
〔8〕反応物流の流れをアンモ酸化反応器に導入するステップ;
反応物流における炭化水素の量を判定し、反応物流の供給速度を判定するステップ;
反応器の排出物を、アンモ酸化反応器から吸収器に運ぶステップ;
吸収器の排ガスを、吸収器から吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;ならびに
燃料ガスおよび空気を、吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;
を含み、
吸収器の排ガス、燃料ガスおよび空気が、排ガス焼却炉内の温度を、排ガス焼却炉の温度設定点の約10°F(5.56℃)以内に維持する量で、吸収器の排ガス焼却炉に供給される、排ガス焼却炉を操作する方法。
〔9〕排ガス焼却炉内の温度が、排ガス焼却炉の温度設定点の約5°F(2.78℃)以内に維持される、前記〔8〕に記載の方法。
〔10〕反応物流における炭化水素が、プロパン、プロピレン、イソブテン、イソブチレンおよびそれらの混合物からなる群から選択される、前記〔8〕に記載の方法。
〔11〕炭化水素がプロピレンである、前記〔10〕に記載の方法。
〔12〕吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、約5体積%以下の酸素を提供する、前記〔8〕に記載の方法。
〔13〕吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約6kg以下のNO x を維持する、前記〔8〕に記載の方法。
〔14〕吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約3.5kg以下の非メタン炭化水素を維持する、前記〔8〕に記載の方法。
〔15〕吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約3.5kg以下のCOを維持する、前記〔8〕に記載の方法。
〔16〕アンモ酸化反応器が、約95%~約100%未満のプロピレン変換率を有する、前記〔8〕に記載の方法。
〔17〕アンモ酸化反応器からの反応器の排出物が、クエンチカラムに運ばれ、約65℃から約85℃の温度を有するクエンチカラムの排出物が、前記吸収器に運ばれる、前記〔8〕に記載の方法。
〔18〕吸収器の排ガスが、約5質量%以下の水を含む、前記〔8〕に記載の方法。
〔19〕吸収器の排ガス焼却炉の温度設定点が、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおけるNO x 、非メタン炭化水素、および/またはCOの必要量未満を達成するのに必要な最小温度である、前記〔8〕に記載の方法。
〔20〕
反応物流の流れをアンモ酸化反応器に導入するステップ;
反応物流における炭化水素の量を判定し、反応物流の供給速度を判定するステップ;
反応器の排出物を、アンモ酸化反応器から吸収器に運ぶステップ;
吸収器の排ガスを、吸収器から吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;ならびに
燃料ガスおよび空気を、吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;
を含み、
1セットの操作変数が、吸収器の排ガス焼却炉への燃料ガス流、および吸収器の排ガス焼却炉への空気流を含み、1セットの制御変数が、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおける酸素の量、および吸収器の排ガス焼却炉における温度を含み、
少なくとも1セットの制御変数を制御することが、操作変数を調整することを含み、
フィードフォワード変数が、操作変数を変化させるために使用される、排ガス焼却炉を操作するための方法。
〔21〕フィードフォワード変数が、反応物流における炭化水素の量、および反応物流の供給速度を含む、前記〔20〕に記載の方法。
〔22〕吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおける酸素の量、および吸収器の排ガス焼却炉における温度をモデル予測制御に基づいて制御して、少なくとも1セットの制御変数を制御しながら、少なくとも1セットのパラメータを最適化するために、操作変数の同時制御動作を決定するステップを含む、前記〔20〕に記載の方法。
〔23〕吸収器の排ガス焼却炉における温度を、排ガス焼却炉の温度設定点の約10°F(5.56℃)以内にする、前記〔20〕に記載の方法。
〔24〕吸収器の排ガス焼却炉における温度が、吸収器の排ガス焼却炉の温度設定点の約5°F(2.78℃)以内に維持される、前記〔23〕に記載の方法。
〔25〕反応物流における炭化水素が、プロパン、プロピレン、イソブテン、イソブチレンおよびそれらの混合物からなる群から選択される、前記〔20〕に記載の方法。
〔26〕炭化水素がプロピレンである、前記〔25〕に記載の方法。
〔27〕吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、約5体積%以下の酸素を提供する、前記〔20〕に記載の方法。
Claims (27)
- 排ガス焼却炉を操作するための方法であって、
反応物流の流れをアンモ酸化反応器に導入するステップ;
反応物流における炭化水素の量を判定し、反応物流の供給速度を判定するステップ;
反応器の排出物を、アンモ酸化反応器から吸収器に運ぶステップ;
吸収器の排ガスを、吸収器から吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;ならびに
燃料ガスおよび空気を、吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;
を含み、
吸収器の排ガス、燃料ガスおよび空気が、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約6kg以下のNOxを維持する量、ならびに吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約3.5kg以下の非メタン炭化水素を維持する量で、吸収器の排ガス焼却炉に供給される、方法。 - 吸収器の排ガス焼却炉における温度が、吸収器の排ガス焼却炉の温度設定点の約10°F(5.56℃)以内に維持される、請求項1に記載の方法。
- 反応物流における炭化水素が、プロパン、プロピレン、イソブテン、イソブチレンおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 炭化水素がプロピレンである、請求項3に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、約5体積%以下の酸素を提供する、請求項1に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約3.5kg以下のCOを維持する、請求項1に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉の温度設定点が、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおけるNOx、非メタン炭化水素、および/またはCOの必要量未満を達成するのに必要な最小温度である、請求項2に記載の方法。
- 反応物流の流れをアンモ酸化反応器に導入するステップ;
反応物流における炭化水素の量を判定し、反応物流の供給速度を判定するステップ;
反応器の排出物を、アンモ酸化反応器から吸収器に運ぶステップ;
吸収器の排ガスを、吸収器から吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;ならびに
燃料ガスおよび空気を、吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;
を含み、
吸収器の排ガス、燃料ガスおよび空気が、排ガス焼却炉内の温度を、排ガス焼却炉の温度設定点の約10°F(5.56℃)以内に維持する量で、吸収器の排ガス焼却炉に供給される、排ガス焼却炉を操作する方法。 - 排ガス焼却炉内の温度が、排ガス焼却炉の温度設定点の約5°F(2.78℃)以内に維持される、請求項8に記載の方法。
- 反応物流における炭化水素が、プロパン、プロピレン、イソブテン、イソブチレンおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項8に記載の方法。
- 炭化水素がプロピレンである、請求項10に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、約5体積%以下の酸素を提供する、請求項8に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約6kg以下のNOxを維持する、請求項8に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約3.5kg以下の非メタン炭化水素を維持する、請求項8に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、生成されたアクリロニトリル1トン当たり約3.5kg以下のCOを維持する、請求項8に記載の方法。
- アンモ酸化反応器が、約95%~約100%未満のプロピレン変換率を有する、請求項8に記載の方法。
- アンモ酸化反応器からの反応器の排出物が、クエンチカラムに運ばれ、約65℃から約85℃の温度を有するクエンチカラムの排出物が、前記吸収器に運ばれる、請求項8に記載の方法。
- 吸収器の排ガスが、約5質量%以下の水を含む、請求項8に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉の温度設定点が、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおけるNOx、非メタン炭化水素、および/またはCOの必要量未満を達成するのに必要な最小温度である、請求項8に記載の方法。
- 反応物流の流れをアンモ酸化反応器に導入するステップ;
反応物流における炭化水素の量を判定し、反応物流の供給速度を判定するステップ;
反応器の排出物を、アンモ酸化反応器から吸収器に運ぶステップ;
吸収器の排ガスを、吸収器から吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;ならびに
燃料ガスおよび空気を、吸収器の排ガス焼却炉に供給するステップ;
を含み、
1セットの操作変数が、吸収器の排ガス焼却炉への燃料ガス流、および吸収器の排ガス焼却炉への空気流を含み、1セットの制御変数が、吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおける酸素の量、および吸収器の排ガス焼却炉における温度を含み、
少なくとも1セットの制御変数を制御することが、操作変数を調整することを含み、
フィードフォワード変数が、操作変数を変化させるために使用される、排ガス焼却炉を操作するための方法。 - フィードフォワード変数が、反応物流における炭化水素の量、および反応物流の供給速度を含む、請求項20に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおける酸素の量、および吸収器の排ガス焼却炉における温度をモデル予測制御に基づいて制御して、少なくとも1セットの制御変数を制御しながら、少なくとも1セットのパラメータを最適化するために、操作変数の同時制御動作を決定するステップを含む、請求項20に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉における温度を、排ガス焼却炉の温度設定点の約10°F(5.56℃)以内にする、請求項20に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉における温度が、吸収器の排ガス焼却炉の温度設定点の約5°F(2.78℃)以内に維持される、請求項23に記載の方法。
- 反応物流における炭化水素が、プロパン、プロピレン、イソブテン、イソブチレンおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項20に記載の方法。
- 炭化水素がプロピレンである、請求項25に記載の方法。
- 吸収器の排ガス焼却炉の煙道ガスにおいて、約5体積%以下の酸素を提供する、請求項20に記載の方法。
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