SU753889A1 - Устройство дл автоматического управлени трубчатой пиролизной печью - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатых печах олефиновых производств и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. ⁵

Известен ряд устройств для автоматического управления пиролизными печами.

Устройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой печи с радиантной секцией содержит регуляторы температуры продуктов пиролиза и расхода сырья, а также систему изменения величины зоны реакции.

Система состоит из отсекающих клала— '⁵ нов на линиях подачи топлива и узла управления ими [TJ.

Устройство для автоматического управления процессом пиролиза содержит систе~_л му оптимального регулирования подачи топливного газа в печь, включающую в себя датчик и регулятор температуры продуктов пиролиза [2].

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 недостатки снижают производительность печи по целевому продукту.

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

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее дат3 753889 4 чйк температуры потока в начале реакци- _% онного змеевика, датчики и регуляторы расхода пара в пароперегреватель и температуры потоков на выходах из реакционного змеевика и пароперегревателя, блок определения фактора 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 определения фактора жесткости связан с датчиками расхода сырья и пара в печь, а также температуры потока на входе и выходе реакционного змеевика, а блок расчета максимально допустимой темпера- ₂θ туры входами связан с датчиками расхода сырья и пара в печь, а также температуры на входе реакционного змеевика, а выходами - с. регулятором температуры на выходе реакционного змеевика. _2J

Схема устройства 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 пара в пароперегреватель и расхода бензина в подогреватель сырья, а выход - с камерой ₃₅ задания регулятора 6 расхода пара в пароперегреватель. Входы блока 7 расчета максимально допустимой температуры потока на выходе из реакционного змеевика подключены к датчику 3 температуры потока в начале реакционной зоны, датчику 4 расхода.пара в пароперегреватель и датчику 5 расхода бензина в подогреватель сырья, выход - к камере задания регулятора 8 температуры потока на выхо- ₄₅ де из реакционного змеевика. Вход регулятора 8 соединен с датчиком 2 температуры, а выход - с клапаном 9, установленным на линии передачи топливного газа в обогревающие горелки. Вход регулятора 10 температуры пара на вьиоде нароперегревателя связан с датчиком 11 температуры пара на выходе пароперегревателя, а выход - с регулирующим клапаном 12, установленным на линии подачи хладагента, нйпример воды, в пароперегреватель.

Входы блока 13 задания температуры сырья на выходе подогревателя сырья связаны с датчиком 14 температуры сырья 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 датчи- . ком 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 11 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 сырья^ рассчитанное по следующему закону:

Тс*т_н._р.-к₁(е^и _п-с:“«)п₽и_С“_п>«Г'‘ ^Tc'TH.pⁿP^G^Gn^ah гдеТ'_Нр- условная температура начала пиролиза (650^0)^

- измеренный расход пара в ламакс Р^опеР^егР^{еватель}»

G _п - максимально допустимый расход пара в пароперегреватель^

- коэффициент, подбираемый экспериментально (к < = ο,οι - 0,04 ) ¹ кг

Заданная температура поддерживается в контуре ( датчик 14 температуры сырья на выходе подогревателя сырья, регулятор 15 температуры сырья на выходе подогревателя- сырья, регулирующий клапан 16). ’БлойГ 1 определения ;жесГткости устанавливает задание для регулятора 6 расхода пара в пароперегреватель, рассчитанное по . формуле:

+К₂1-г-^--- М_с

753889.

где ΐ - функция жесткости процесса пиролиза (выбранная эксперимент тально);

Т_П“ температура потока в начало реакционной зоны; 5

Τβ^χ- температура продукта пиролиза;

G - расход сырья в подогреватель сырья;

Kg - коэффициент, выбираемый экспориментально 10 (Kg, - 0,1 - 0,5).

Заданный расход поддерживается в контуре регулирования^датчик 4 расхода пара в пароперегреватель, регулятор 6 расхода пара в пароперегреватель, регулирующий клапан 17).

Максимально допустимая температура продуктов пиролиза рассчитывается в блоке 7 расчета максимально допустимой температуры продуктов пиролиза по формуле: 20

ВЫХ Q-2000 ^{4 П} где Q - суммарный расход сырья и пара в реакционный змеевик; 25

К^- коэффициент, подбираемый экспериментально;

Кд - коэффициент, подбираемый экспериментально для двухпоточной пиролизной печи конструкции 39 ВНИПИНефть, производительностью 8000 кг/ч

К₃ = 10 - 2 ‘ 10^э

К₄ = 1,0 - 1,3.

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

Таким образом, устройство обеспечивает ведение процесса при постоянной _х жесткости и максимально допустимой тем» пературе потока на выходе из реакционного змеевика, что согласно современным

Предварительные экспериментальные испытания, проведенные на Полоцком производственном объединении 'Полимир*’, показали также его работоспособность и эффективность.

Внедрение данного устройства в промышленность в соответствии с экспериментальными данными позволит увеличить выработку основных товарных продуктов в среднем на 12% относительных. На производстве олефинов мощностью 60 тыс. т/год этилена, 30 тыс. т/год пропилена и 20 тыс. т бутиленов в год это даст экономию;

0,12 · 140*60000 + 0,12-140*30000 + + 0,12 <“80*20000 = 1704000 руб., где 140 руб/т, 140 руб/т и 80 руб/т соответственно цена 1 т этилена, пропилена и бутиленов.

При затратах на внедрение 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 составит:

1,7 - 0,2 = 1,5 млн. руб в год

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР NO 338244, кл. В 01 J З/ОО, 28.07.72.

2.Авторское свидетельство СССР N9 385997, кл. С 1О Q 9/20, 04.11.73 (прототип).