SU958315A1 - Способ управлени процессом конверсии природного газа - Google Patents

Description

(5) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КОНВЕРСИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

V

изобретение относитс  к автоматит ;зации производственных процессов и может быть использовано в химической промышленности при автоматизации производства аммиака и метанола.

Известен способ автоматического регулировани  состава синтез-газа путем регулировани  остаточного содержани  углеводородов, соотношени  восстановителей к азоту и температуры, к конвертированного газа измененением расхода воздуха, кислорода и пара во вторую ступень конверсии в зависимости от расхода природного газа на первую ступень конверсии, пара и кислородо-воздушной смеси во вторую ступень конверсии l . J

Недостаток данного способа заключаетс  в том, что он требует дополнительных затрат на технический кислород .

Известен также способ управлени  процессом конверсии природного газа

путем регулировани  подачи топливного газа и пара в конвертор первой ступени и воздуха в конвертор второй ступени в зависимости от расхода и состава природного газа и азотоводо«. родной смеси, поступающих в конвертор первой ступени 2.

Недостаток данного способа заключаетс  в том, что он не учитывает

10 вли ние р да важных параметров на экономичность процесса, что Не позвол ет снизить расход технологического природного газа и пара.

Целью изобретени   вл етс  снижение расхода природного газа и пара.

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу подачи топливного газа и пара в конвертор первой ступени и воздуха в конвертор второй ступени дополнительно регулируют в зависимости от давлени  топливного газа, расхода газовой смеси после аппарата сероочистки, разрежени  395 в топке конвертора первой ступени, расхода пара в конвертор второй ступени и температуры окружающего воздуха . Ка чертеже представлена схема peaлизаций данного способа, . Сжатый природный газ после смещений о азотоводородной смесью проходит через аппарат 1 сероочистки. Очищенна  газова  смесь после смещени  с вод ным паром направл етс  в . Конвертор первой ступени - трубчатую печь 2. Тепло, необхо имое дл  протекани  процесса конверсии углеводородов , получают путем сжигани  топливного газа, представл ющего собой смесь неочищенного Г1ри|х)дногр газа и продувочных газов, в межтрубном пространстве печи. Далее газ поступает во вторую ступень конверсии - iftaxTный конвертор 3 куда подают сжатый . воздух, см аэнный с вод ным napoi. Полученный в шахтном конверторе конвертированный газ направл етс  в котлц-утилизаторы дл  охлаждени  и выработки пара высокого давлени . Недовыработка пара в котлах-утилизаторах компенсируетс  вспомогательным котлом 5 путем сжигани  в его то ке неочищенного природного газа, flap высокого давлени  из вспомогатеЛьНого котла и котлов-утилизаторов на равлйетс  в паросборник 6. Систем 5травлеви  процессом конвбрсии природного газа включает в се б  датчики 7 расхода и-8 давлени  топливного гаэа в конвертор первой ступени, датчик 9 расхода продувомны газов, датчик 10 расхода пара в кон верторе первой ступени, датчик 11 расхода азотоводородной смеси, газоотборное устройство 12 дл  измерени  состава аэотоводородной смеси, датчик 13 расхода природного газа в кон вертор первой ступени, гаэоотборное устройство 1 дл  измерени  состава природного газа, датчик 15 расхода газовой смеси, датчик б расхода пара в конвертор второй ступени, датчи il 7 расхода технологи «ского воздуха -В конвертор второй ступени датчик 1 разрежени  в топке конвертора первой Ступени, датчик 19 температуры окружающего воздуха вне аппаратов, регул тор 20 давлени  топливного газа и регул тор 21 расхода пара в конверто первой ступени, регул тор 22 расхода технологического воздуха в конвертор 54 второй ступени, Клапан 23 расхода ливного газа и клаПаи 2k расхода пара в конвертор Первой ступени, клапан 25 расхода технологического воздуха в конвертор второй ступени, вычислительное устройство 26. Управл ющие воздействи  - давление топливного газа,.расхода пара в конвертор первой ступени х расход воздуха в конвертор 3 второй ступени х определ ютс  вычислительным устройством 26 и выдаютс  в виде заданий peryjWTopaM 20, 21 и 22. СnocoiS управлени  процессом конверсии метана осуществл ют следующим образом. Дл  минимальной и максимальной возможной температуры конвертированного газа на выходе трубчатой печи по сигналам от датчика 7 давлени  и 8 рас );ода топливного, газа в конвертор первой ступени, датчиков 9 и 15 расхода;, тродувоцных газов и газовой смеси, датчика 18 разрежени  в топке конвертора первой ступени, датчика 19 температу(л окружающей среды периодически определ ют требуемый расход пара, давление топ/мвного газа в конверторе первой ступени решением сис уравнений .(t) относительно указанных величин . г тп т  о n iil -Krii A .Wrlifti . fr , i 7 « ,i г.тп . ( .,в /ро . - тг .- -i. trVTrt Ire/npr т i ос J .. г  где 0„- расход пара в конверторепервой ступени; - давление топливного газа в конверторе первой ступени; ; t -. температура Конвертированного газа на выходе конвертора . п, первой ступени, ,2; (с84 первое приближение объемного содержани  метана на выходе J, конвертора первой ступени; .p.- измеренные текущие значени  расхода и давлени  топливного газа в конверторе первой Р ступени соответственно; V - расход газовой смеси в конвертор первой ступени; расход продувочных газов; PJ.- разрежение в топке конвертора первой ступени; t - температура окружающей среды вне аппаратов. По указанным величинам расхода пара и давлени  топливного газа в ко верторе первой ступени и сигналам :от датчика 7 давлени  топливного газа, датчика 8 расхода топливного газа, датчика 9 расхода продувочных газов, датчика 18 разрежени  в топке конвертора первой ступени, датчика 1 температуры окружающей среды опре дел ют соответствующий рассчитанному требуемому давлению топливного газа расход топливного газа, объемное содержание водорода после конвертора первой ступени . ./;; ц рггэр лР. ,-т-у1п у .Ptr.V, тс прт, ,т  . л(3) РТ. расход топливного газа в конвертор первой ступени; объемное содержание водорода после конвертора первой ступени. По величине содержани  водорода и сигналам от датчика 11 расхода азо товодородной смеси, датчика 13 расхо да технологического природного газа, устройства 12 состава азотоводородной смеси, устройства Т состава при родного газа определ ют расход кон вертированного газа На выходе конвер тора первой ступени V г М ТП ) i. cv:;.c .а - расход конвертированного газа после конвертора rtep вой- ступени; : Cvрасход и состав технологи ческого природного газа соответственно; V ,Г- .. . ., расход и состав а.зоТоводо We ABC родной смеси оответствен но..: . - . .. . По заданным значени м соотношени  восстановителей к азоту, остаточного содержани  углевородов после конвертора второй ступени, по величине со держани  метана после конвертора пер вой ступени, по указанной величине расхода конвертированного газа на . выходе конвертора первой ступени и по сигналу от датчика 16 расхода пара в конвертор второй ступени опре дел ют требуемый расход воздУха ia конвертор второй ступени и второе приближение величины содержани «мета 5 на на выходе конвертора первой ступешк v 4.тп в -tJCi.y.(),T п у --Ь ),(,),,(снГ) тп ,10 кт Kri V С С расход воздуха и пара в шахтном конверtn торе соответственно; лЪ второе приближение к величины содержани  метана после трубчащк той печи; ® ланное соотношение аосстановителей к азоту и остаточное содержание метана на выходе шахтного кон вертора соответетвен .. но . ; Анализируетс  совпадение перврго ; и второго прибгмжени  величины содержани  метана после трубчатЫ печи , при их несовггадении рассчитываетс  среднее между ними ,5Е(снД+ ( (6) и вычислени  повтор ютс  с системы уравнений ft) до их совпадени  с заданной точностью. При совпадении укаэанньгх величин по расходу воздуха и jnapa в шахтной конверторе, по расхо ду и температуре конвертированного газа на выходе трубчатой печи, по величине содержани  метана на трубчатой печи определ ют температуру , объекмое содержание в 3до0бда и расход конвертировамного газа после шахтного конвертора I vT -t -1 кг в V f п КГ J jtuK; . т u т Н О. Ist а где И температура, объе;М7 ное содержание во . 1дорода и расход кОнвертированно . го газа после j .шахтного конвертора соответственно . По температуре, заданному содеранию метана и расходу конвертироанногО газа после конвертора второй тупени, пО сигналу от датчика 19 емпературы окружающей.среды определ ют требуемый расход топливного газа во вспомогательном котле 5 ,ВгК в г.ШК/рдШК. ,. ШК, т , тг iLtnr,VCH4 Jj,Vnr,ocJ,(10) « . BK V где ,- расход топливного газа во вспомогательном котле. По величинам расхода пара и топливного газа в конвертор первой ступени расхода топливного газа во вспомогательном котле, по сигналу от датчика 13 расхода технологического природного газа опрередел ют величину затрат на производство конвертированного газа при каждой заданной температуре конвертированного газа после конвертора первой ступени i-f.z(v;,vTr.), в качестве управл ющих воздействий выбираютс  значени  расхода пара , давлени  топливного газа в трубчатой печи и расхода воздуха в шахтном конверторе, соответствующие наименьшей величине аатрат (11). Провер етс  выполнение ограничений по расходу пара в конвертор первой ступени, топливного газа во вспо могатель ном котле, п6 TeMnejpaType конвертированного газа на выходе шах тного конвертора, При условии превы шени  допустимых значений корректируетс  величина температуры конверти рованного газа после трубчатой .печи, соответствующа  наименьшим затратам ,тп . r.tn cnTh V (Л/ V . Vicr л V rt /Aott TH tn АОП КГ-.Ч., 4.ШК (хшкл -кг1 v-nr Aon, :« Aoif ЧЯ 2ыГрасход пара в трубчатой печи, топливного газа во вспомогательном котле и температу ра конвер тированно го газа после шахтного конвертора соответственно . Дл Температуры, рассчитанной по уравнению (12), по формулам (1)-(10) вновь определ ютс  управл ющие воздействи . При отклонении текущих значений управл ющих воздействий от рассчитанных измен ют задани  регул торам 20, 21 и 22. Использование данного способа позвол ет снизить себестоимость продук- та за счет улучшени  качества синтез-газа и снижени  затрат на природный газ и пар. Технологические затраты при-внедрении указанного способа управлени  , уменьшаютс  на О,7. Формула изобретени  i Способ управлени  процессом конверсии природного газа путем регулировани  подачи топливного газа и пара в конвертор первой ступени и воздуха в конвертор второй ступени в зависимости от расхода и состава природного газа и азотоводородной смеси, поступающих в конвертор первой ступени , о тличающийс   тем, что, с целью снижени  расхода природного газа и пара, подачу топливного газа и пара а кбнвертор первой ступени и воздуха 8 конвертор второй ступени дополнительно регулируют в зависимости от давлени  топливного газа, Р схода Газовой смеси после аппарата сероочистки , разрежени  в топке конвертора первой ступени, расхода пара в конвертор второй ступени и температуры окружающего воздуха. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № I|51620, кл. 6 01 О 2/02, 1972.
2. 2.Кафаров В. В. и др. Вли ние состава сырь  на технологические режимы агрегатов производства аммиака. Химическа  промышленность, 1976, № 7, с. 517.