Устройство для автоматического управления процессом пиролиза углеводородов в производстве олефинов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3841947/23-26 (22) 11.01.85 (46) 30.07.86, Бюп. ¹ 28 (72) В.А.Курицын, В.В.Кафаров, Ю.В.Родных, Г.И.Арапова и Е.И.Пеганов (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 747880, кл. С 10 G 9/20, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 977475, кл. С 10 G 9/20, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПИРОЛИЗА

УГЛЕВОДОРОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ОЛЕФИНОВ, содержащее контуры регулирования расходов щелочных солей в пиролизные печи и щелочи в отделение очистки, каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика расхода, регулятора и клапана, блоки расчета закоксованности змеевиков, входы которых соединены с датчиками расходов сырья, пара, щелочных солей и давления сырьевой смеси на входах печей, а выходы связаны с входами первых сумматоров, блоки расчета закоксованности закалочноиспарительных аппаратов, первые входы которых подключены к датчикам температуры пирогаза на выходе закалочно-испарительных аппаратов, а выходы связаны с входами вторых сумматоров, блок расчета заданий расходов щелочных солей и щелочи, входы которого подключены к датчикам расходов сырья, пара, щелочных солей и состава пирогаза на входе в отделение очистки, первый выход блока расчета (б11 4 С 10 G 9/20, G 05 D 27/00 заданий расходов щелочных солей и щелочи подключен к камере "Задание" регулятора расхода щелочи, а другие выходы соединены с задающими входами блока распределения расходов щелочных солей между печами, о т л и ч a— ю щ е е с я тем, что, с целью снижения расходов щелочи и щелочных солей, оно дополнительно содержит датчик перепада давления на закалочноиспарительном аппарате, третий и четвертый сумматоры и блоки распределения расходов щелочных солей между змеевиками печи, при этом вторые входы расчета закоксованности закалочноиспарительных аппаратов подключены к датчикам перепада давления, выходы первых сумматоров параллельно соединены с первыми входами блоков распре- юы деления расходов щелочных солей между змеевиками печи и третьих сумматоров, подключенных своими вторыми входами к выходам вторых сумматоров, а выходами — к первым входам блока распределения расходов щелочных солей между печами и четвертого сумматора, выход которого соединен с третьим входом блока распределения расходов щелочных солей между печами, вторые входы блоков распределения расходов щелочных солей между змеевиками печи подключены к выходам блоков расчета закоксованности змеевиков, третьи входы соединены с вы- ф>, ходами блоков распределения расходов и щелочных солей между печами, а выходы подключены к камерам "Задания" регуляторов расходов щелочных солей.

1247394 2

В блоках 17 на основании информации, поступающей от датчиков 4, 2, 3 и 8 давления расходов сырья, пара и щелочных солей определяется уровень

:закоксованности пироэмеевиковпечей по формуле где P..

««

15 с

F)

F «««,c

«,«

20 ус „п

H tl%C

«« м. =си„„-, «=1 (2) 40 о

ЬР. — ««P „

1007.

ЬР „— Р„, если M„„ (ЬР) ) M„„(T) М. (ЬР)

М. (Т) M. (3) - T K

1007.

Т вЂ” Т aÕ если М. (Т) M . (ЬР) где 4P, „и Т. соответственно перенные соответственно датчиками 7 и 6,(††-) и (С);

- задаваемые технологическим.регламенрепад давления на к-м ЗИА j-й печи и температура пирогаэа на выходе к-го

ЗИА j-й печи, иэме55

ЬР, Т ax ax

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом пиролиза углеводородов в присутствии ингибиторов коксообразования и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности при автоматизации производства олефинов средней и большой мощности, Целью изобретения является повышение производительности пиролизных печей по целевым продуктам и снижение расхода щелочи.

На чертеже изображена схема реализации предложенного устройства.

Устройство для автоматического управления (технологическая схема) процессом содержит параллельно работающие пиролизные печи 1, датчики

2 и 3 расходов сырья и пара в каждую печь, датчики 4 давления сырьевой смеси на входах печей, закалочноиспарительные аппараты (ЗИА) 5, датчики 6 температуры пиролиэа на выходе ЗИА, датчики 7 перепада давления на ЗИА, контуры регулирования расходов щелочных солей в пиролиэные печи, состоящие из датчиков 8 расхода, регулятора 9 и клапана 10, датчик 11 состава пирогаза на входе в отделение очистки, блок 12 расчета заданий расходов щелочных солей и едкого натра, отделение 13 очистки пирогаза, контур регулирования расхода щелочи в отделение очистки, состоящий из датчика 14 расхода, регулятора 15 и клапана 16, блоки 17 расчета эакоксованности змеевиков, первые сумматоры 18, блоки 19 расчета эакоксованности ЗИА вторые, третьи и четвертый сумматоры 20, 21 и 22, блок

23 распределения расходов щелочных солей между печами и блоки 24 распределения расходов щелочных солей между змеевиками печи.

Устройство работает следующим образом.

Ь

Ç«« Р,.„. 1оо 7. — давление сырьевой смеси на входе в i-й змеевик j-й кгс печи — —— см и

F)) — соответственно расходы сырья, пара и щелочных солей в i-й змеевик j-й печи, измеряемые датчиками 2, 3 и

8 ч — плотность сырья, пара и . щелочных солей соответсткг венно, МЭ

К,„ — коэффициент приведения размерностей, равный 10

30 кгс 4

-10-2

Kl-. СМ2

В сумматорах 18 осуществляется суммирование уровней закоксованности змеевиков каждой пиролизной печи

35 по Формуле где и — число змеевика в j-й пиролизной печи.

В блоках 19 определяется уровень закоксованности закалочно-испарительных аппаратов каждой пиролизной печи. Расчет ведется по формуле

1247394

4Р, Т.

J (кгс 3 (С) см>

Ь и. ""=

К 21 (4) 25

2 2 муле сН N

 — — 2 7

35 о 100

Зм 3И4

М. =М +М. д J (5) н где С, 2

В

СО2

М= М. (6) 45 щС

F щС щс M ..

Р. CF, (-,) 55 где

3 том значения этих параметров, определяющие допустимый уровень закоксованности ЗИА, ( см иl С7; — соответственно перепад давления на к-м ЗИА и темпера- 10 тура пирогаза после него, измеренные сразу после пуска в работу очищеннОго От кОкса узла печь — ЗИА, В сумматорах 20 осуществляется суммирование уровней эакоксованности закалочно-испарительных аппаратов каждой пиролизной печи где L — количество ЗИА в каждой печи.

Уровень закоксованности узла 30 печь — ЗИА определяется суммироваЗм 3 о 4 нием M. u M. " в сумматорах 21

4 J

Уровень закоксованности отделения пиролиза в целом определяется в сумматоре 22 суммированием уровней закоксованности узлов печь — ЗИА и где N — количество пиролизных печей в отделении пиролиза.

В блоке 23 осуществляется распределение заданного расхода щелочных солей между печами в зависимости от 50 закоксованности узлов печь — ЗИА

F — заданный расход щелочных э солей на отделение пиролиза, определяемый в блоке 12.

В блоках 24 значения расхода ще лочных солей в каждую печь распределяются между змеевиками печей по формуле

Рассчитанные значения заданий расхода щелочных солей в змеевики щс печей F„, поступают в камеры заданий регуляторов 9 расхода солей.

В блоке 12 на основании информации, йоступающей от датчиков 2, 3, 8 и 11 расхода сырья, пара, солей, концентрации СО и Н S в пиролиэе, рассчитывается заданный расход щелочных солей на отделение пиролиза

WC (F ) и задание регулятору расхода раствора NaOH на узел щелочной очистки (F ). Расчет задания по расход ду щелочных солей осуществляется по формуле

И где  — массовыи выход двуокиси

КГ углерода, — —, определяемый по форН

+(F„„. P +Г„„У F. .

-(=1 (1о) измеренное датчиком 11 значение концентрации

СО в пирогазе, мас.7.; задаваемый технологом массовый выход двуокиси углерода, определяется в зависимости от уровня эакоксованности узла пирокг лиза в целом, безразмерный коэффициент, определяемый экспериментально в пределах 10

10 в зависимости от конкретного производства; минимально возможный расход щелочных солей на пиролиз, определяется экспериментально для конкретного производства, кг ч

1247394

Составитель Г.Огоджанов

Редактор М.Келемеш Техред И.Гайдош Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4079/25- Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

Расчет задания регулятору 14 расхода едкого натра на узел щелочной очистки ведется по формуле

I с, =к,t + ) so(< з ) 1 3l оО,/)

rpe В" — массбвый выход серов.одоN>s кг рода в пирогазе, определяемый по формуле н f4 Н

ы Q(F. у r,", y".г,",y I н э ос

J = 1 1=1 (21 н где С вЂ” измеренное датчиком 11

H2S значение концентрации сероводорода в пирогазе, мас.Е;

К вЂ” безразмерный коэффициент, зависящий от соотношения мольного выхода сероводорода к мольному выходу двуокиси углерода, находится в пределах 0,44-0,9;

44,34,40 — соответственно молекулярные веса СО» Н Б и NaOH

С NaOH — заданное содержание NaOH в растворе едкого натра, мас.X.

10 Таким образом, предложенное устройство позволяет управлять процессом подачи едкого натра на очистку пирогаза и оптимально распределять расход щелочных солей в пиролизе пе15. чи.

Использование данного устройства позволяет снизить расходы едкого натра на очистку пирогаза и щелочных солей в печи соответственно на

10 и 13 .