Способ автоматического управления этиленовой установкой /его варианты/

 

Изобретение относится к способу автоматического управления этиленовой установкой, может быть использовано в химической и нефтехимической промьпЕпенности и позволяет снизить . расход сырья при пусковых режимах установки. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования расхода сырья в печи (датчик (Д) 12 (Л го & (Г со Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ!УБЛИН

ВСВЗЩВ 4я .ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

КИИКОТРК|

lap

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3867241/23-26 (22) 11.01.85 (46) 30, t2.86. Бюл. К - 48 (72) В.А.Курицын, В.В.Кафаров, А.M.Ñòàíîòêèí, А.И.Гермашев,В.Д.Резников, В.Ф.Сурма, Ю.В.Родных, Е.И.Пеганов и Г.И.Арапова (53) 66.012-52(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 881111, кл. С 10 G 9/20, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 990794, кл. С 10 С 9/20, 1981.

„„SU„„1279999 А 1 (51) 4 С 10 С 9/20 С 05 Р 27/00 (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭТИЛЕНОВОЙ УСТАНОВКОЙ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к способу автоматического управления зтиленовой установкой, может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности и позволяет сниэить . расход сырья при пусковых режимах установки. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования расхода сырья в печи (датчик (Д) !2

127

Расхода, регулятор (P) 13 и клапан

14 (К) ), контур регулирования рас— хода пара в печи (Д 15, P 16, К 17), контур регулирования температуры пирогаза на. выходе печей изменением подачи топлива (Д 18, P 19, K 20), контур регулирования давления пирогаза на входе в узел компримирования изменением подачи углеводородов на вход этой стадии (Д 21, Р 22, К 23). Д

24, 25, 26„ 27, 28 и 29 измеряют соответственно содержание влаги в пирогазе, содержание ацетилена на выходе стадии гидрирования, содержание

9999 этана на выходе с>адни получения этилена, содержание окиси углерода в водороде, содержание ацетиленовых фракций на выходе стадии гидрирования фракции С и содержание пропилена ка выходе стадии его получения. Информация от датчиков 12, 24, 25, 26, 27, 28 и 29 поступает на входы блока 46 управления, где производится анализ ситуации, выработка заданий Р 13, 16, 19, 22 и 43 (расхода рецикловых потоков в печи от Д 45 к K 40, 41) и сигналов на К 30-41. 2 с.п. ф-лы, 3 ил, Изобретение относится к способам автоматического управления процессами пуска этиленовых установок большой единичной мощности и может бьггь использовг.ко в химической и кеф- 5 техимической промышленности, Цель изобретения — снижение расхода сырья при пусковых режимах и. кратковременных нарушениях технологического регламснта °

На фиг. 1 приведена схема реализации,цанного,способа управления, ка фиг, 2 — схема реализации блока. управления пуском этиленовой установ15 ки1 на фиг. 3 — схема реализации блока управления установкой при кратковременном нарушении регламента.

Технологическая схема содержит отделение пиролиза, состоящее из пиролизных печей "t, стадию 2 компримирования пирогаза, узел 3 осушки пирогаза, стадии 4- 11 разделения фракций С. и С, гидрирования фракции

С, выделения фракции С, получения этилена, получения водорода, выделения фракции С, гидрирования фракции С и получения пропилена соотд ветственно. Расход сырья в печи измеряется датчиком 12 расхода и регулируется регуляторами 13 и клапанами

14. Расход пара в печи измеряется датчиками 15 расхода и регулируется с помощью регуляторов 16 и .клапанов 17. !

Температура пирогаза на. выходе из печей регулируется посредством конту- З5 ров, включающих в себя датчики

18 температуры, регуляторы 19 и клапаны 20 подачи тоглива. Давлекие пирогаза на входе в узел компримирования измеряется датчиком 21 и регули" руется с помощью регулятора 22 и регулирующего клапана 23, установленного на линии подачи углеводородов на вход стадии компримирования, С помошью датчика 24 анализа влаги анализируется содержание влаги в пирогазе на выходе узла 3 осушки пирогаза. Хроматограф 25 анализирует содержание ацетилена на выходе стадии гидрирования фракции С,, хроматограф

26 — содержание этана. йа. выходе стадии получения этилена, анализатор

27 определяет содержание окиси углерода в водороде после стадии его получения, хроматограф 28 анализирует содержание ацетилекистых фракций (метилацетилена и пропадиена) на выходе стадии гидрирования фракции С

Хроматограф 29 анализирует содержание на выходе стадии получения пропилена, Регулирование подачи кондиционных фракций после стадий узлов

2, 5, 7, 9, 10 и 11 осуществляется соответственно клапанами 30, 31, 32, 33 34 и 35, а.регулировакие подачи углеводородов (некондициокных фракций) в рецикловый поток осуществляется соответственно клапанами 36, 37, 38, 39, 40, 41. С помощью датчиков

42 расхода, регуляторов 43 и клапанов 44, установленных на линиях подачи некондиционных фракций из рецик9999

Е = F Р

J (3) ад

С >С.

1 1

3 127 лового потока в отдельные печи, осуществляется управление подачей некон— диционных продуктов в каждую печь °

Расход рециклового потока на вход отделения компримирования измеряет ся датчиком 45.

Информация от датчиков 12, 42, 45 расхода датчиков 24-29 анализа поступает на входы блока 46 управления, в котором производится анализ ситуации и формирование управляющих сигналов на открытие или закрытие клапанов 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, а также выработка заданий регуляторам 13, 16, 19, 43 и

22 расхода сырья на пиролиз, пара, температуры пирогаза, расхода рецикловых потоков в печи на пиролиз и давления пирогаэа на всасе компрессора.

Блок 46 управления включает в себя (фиг ° 2 и 3) тумблер 47 управления пуском установки, первые логические блоки 418 И, первые логические блоки 49 ИЛИ, служащие для выработки управляющих сигналов клапанами 30-41 вторые логические блоки 50 И, вторые логические блоки 51 ИЛИ, программаторы 52, 53, 54 и 55, 56, 57, 58, служащие для выработки управляющих заданий регуляторам 13, 16, 19, 22, 43, третий логический блок 59 ИЛИ и тумблер 60 управления установкой при кратковременном нарушении регламента, Способ осуществляется следующим образом.

Управление при пуске установки в работу и выводе ее на режим (фиг. 2).

Для пуска этиленовой установки в работу включается тумблер 47. При этом сигнал включения тумблера подается на входы блоков 48 И и блока 59

ИЛИ (фиг. 3). На входы блоков 48 с объекта поступает также информация от датчиков 24-29. Если тумблер 47 включен, то блоки 48 пропустят сиг- налы от датчиков 24-29 к блокам 49

ИЛИ, в которых производится сравнение текущих значений (С „ ) содержания влаги, ацетилена, этана, окиси углерода, метилацетилена и пропадиена, пропана с их заданными значениями (С„ ).

Если где i — измеряемое вещество, то в соответствующем блоке 49 формируется управляющий сигнал открытия соответствующего клапана 36-41, при этом соответствующий клапан 30-35 закрывается.

В обратном случае, когда и м а

С; а С (2) в соответствующем блоке 49 формируf0 ется управляющий сигнал открытия соответствующего клапана 30-35, а соответствующий клапан 36-41 закрывается.

Информация об открытии клапанов

15 36 — 41 с выхода блоков 49 ИЛИ поступает также на входы блока 51 ИЛИ, который формирует сигнал запуска про° грамматоров 52, 53, 54, 55, которые начинают изменять задания регуляторам 13, 16, 19 и 43 в соответствии с заданным законом.

В простейшем случае программаторы реализуют линейный закон изменения заданий, При этом значения зада25 ний регуляторам расхода сырья в печи уменьшаются на величины, равные значениям расходов некондиционных фракций в кажду печь, измеряемых датчиками 42., и определяются по форму30 ле: с где Р— текущее значение заданий

35 регулятору расхода сырья в

3-ю печь;

F — значение расхода сырья в

j-ю печь, которое было установлено до подачи в нее ре40 цикловых некондиционных фракций и измеренное датчиками 12.

Значения заданий регуляторам 16 расхода пара в каждую печь. устанав45 ливаются равными максимальному регламентному значению Р, чтобы максимально уменьшить парциальное дав.ление углеводородов в печах и скорость закоксовывания печей.

Значения заданий регуляторам 19 температуры пирогаза на выходе из печи устанавливаются равными минимальному регламентному значению, 111И Н чтобы снизить процесс разложения целевых продуктов в печах и снизить скорость закоксовывания печей. Значения заданий ругеляторам расхода

43 некондиционных фракций в печи

1279999 о ления увеличиваются до заданных максимальных значений F и Р . Знакк«кc макс чение расхода основного сырья в печи устанавливается равным величине с с Е

«с Е рк

Jo N (4) постепенно увеличиваются от нуля до заданных значений Г

3 o

После того, как этиленовая установка будет включена в работу и выведена на режим, на все клапаны 3035 от блоков 49 ИЛИ поступают сигналы открытия этих клапанов„ Одновременно эта информация пост-9пает на входы блока 50 И, которыи анализирует наличие сигналов открытия всех клапанов 30-35. Если все клапаны 30-35 открыты, то блок 50 И вырабатывает сигнал запуска обратного хода про-. грамматоров, которые возвращают задания регуляторов 13, 16, 19, 43 к первоначальным значениям. В простейшем случае это изменение происходит по линейным законам.

Управление при кратковременном нарушении (не более — 12 ч) технологического режима на установке (фиг.Ç)Ä

Для управления установкой при кратковременном нарушении техноло.гического регламента включается тумбI лер 60,. При этом сигнал включения тумблера подается на входы блоков

48 И. На входы этих блоков с объекта. поступает также информация от датчиков 24-29, Если тумблер 60 включен9 то блоки 48 пропустят сигналы от датчиков 24-29 к блокам 49 ИЛИ, в которых производится сравнение текущих значений содержания «оды, а.цетилена, этапа, окиси углерода„ метилацетилена и пропадиеня, пропяня с их заданными значениями. Если С„ "9 .9

3аа

>С;, то в соответствующем блоке

49 формируется управляющий сигнал открытия соответствующего клапана

36-41, при этом соответствуюший клапан 30-35 закрывается. В обратном ,к9М 3 «д случае, когда С; С„, в соответствующем блоке 49 формируется управляющий сигнал открытия соответствующего клапана 30-35 и закрытия одного из клапанов 36-41. Информация ,об открытии клапанов 36-41 с выхоца блоков 49 ИЛИ поступает также на входы блока 51 ИЛИ, который формирует сигнал запуска программаторов 56, 57 и 589 которые начинают изменять задания регуляторам 13, 16 и 22 в соответствии с заданным законом. В простейшем случае программаторы реа"лизуют линейный закон изменения заданий., При этом задания регуляторам

13 расхода основного сырья в печи уменьшаются, а задания регуляторам

16 расхода пара и регулячору 22 цавс где F — значение васхода рециклового потока, измеряемое датчиком

45, N — количество работающих печей.

Таким образом, давление всаса устанавливается на максимальном задан15 ном значении и нагрузка на компрес9 сор поддерживается постоянной.

После то::.-о, как HG этиленовой устянов,:е будет воссгановлеп технологический режим, на в."е клапаны 30-35

70 от блоков 49 ИЛИ будут поступать сигналы их открытия. . Чараллельно эта информация поступает на входы блока

50 И, который анализирует наличие сигналов открытия всех клапанов 30 35, Если все клапаны 30-35 открь ты, то блок 50 вырабать вает сигнал запуска обратного хода программаторов 57 л 58. Обратный ход программатора 56 запускается управляющим сигналом от блока 59 ИЛИ, который анализирует наличие сигналов ог тумблера 47 или блока 50 и вырабатывает управляющий

1сигнал запуска обратного хода программатора 56. Пос.яе этого программаторы 56, 57 и 58 возвращают задания регуляторов 13, 16 и 22 к перво— начальным значениям.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ автоматического управления этиленовой установкой путем регулирования подачи углеводородов со стадии компримирования на стадию разделения фракций С и С> со стадии гидрирования фракции С вЂ” на стадию

2 выделения фракции С,, со стадии выделения фракции С -. — на стадию гидрирования фракции С, со стадии гидри39 рования фракции С„, — на стадию получения пропилена и регулирования вывода продукта. со стадий получения этилена и пропилена, регулирования температуры пирогаза на выходе пиро55 лизпой печи изменением подачи топлива в печь, подачи сырья,„ пара и рециклового потока на пиролизную гечь9 о т л и ч а ю ш и Й с я тем, что, с целью снижения расхода сырья при пус"

1279999

7 ковых режимах установки, измеряют содержание влаги в пирогаэе на выходе узла осушки стадии компримирования, ацетилена — на выходе стадии гид- рирования фракции С, ацетиленистых фракций — на выходе стадии гидрирования фракции С„, этана — на выходе стадии получения этилена, пропана— на выходе стадии получения пропилена и окиси углерода — на выходе ста- 10 дии получения водорода, сравнивают их с заданными значениями и при превышении текущих значений измеренных параметров своих заданных значений прекращают подачу углеводородов на IS стадии разделения фракций С и С, выделения фракции С, гидрирования фракции С, получения пропилена и вывод продуктов со стадий получения этилена и пропилена, осуществля- 20 ют подачу углуводородов и продуктов этих стадий в рецикловый поток, увеличивают подачу рециклового потока до заданного значения, снижают расход сырья в пиролиэную печь в зависимости от подачи рециклового потока и температуру пирогаза на выходе пиролизной печи до минимально допустимого значения и увеличивают подачу пара в пиролизную печь до макси- З0 мально допустимого значения.

2. Способ автоматического управления этиленовой установкой путем регулирования подачи углеводородов 35 со стадии компримирования на стадию разделения фракции С и С, со стадии гидрирования фракции С вЂ” на стадию выделения фракции С, со стадии выделения фракции Сз — на стадию гид- 40 рирования фракции С, со стадии гидрирования фракции Сз — на стадию получения пропилена и регулирования вывода продукта со стадий получения этилена и пропилена,регулирования температуры пирогаэа на выходе пиролизной печи изменением подачи топлива в печь, подачи сырья и пара на пиролизную печь и рециклового потока и измерения давления на входе отделения компримирования, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода сырья при кратковременных нарушениях технологического регламента, измеряют содержание влаги в пирогаэе на выходе узла осушки стадии компримирования, ацетилена — на выходе стадии гидрирования фракции С д, ацетиленов фракций — на выходе стадии гидрирования фракций

С, этана — на выходе стадии получения этилена, пропана — на выходе стадии получения пропилена и окиси углерода — на выходе стадии полуЧения водорода, сравнивают их с заданными значениями и при превышении текущих значений измеренных параметров своих заданных значений прекращают подачу углеводородов на стадии разде ения фракций С и СЗ, выделения фракции С, гидрирования фракции С, получения пропилена и вывод продуктов со стадий получения этилена и пропилена, осуществляют подачу" углеводородов и продуктов с этих стадий в рецикловый поток, осуществляют подачу рециклового потока на вход отделения компримирования, устанавливают давление на входе отделения компримирования на максимально допустимом значении и регулируют его изменением подачи рециклового потока, снижают расход сырья в пиролизную печь в зависимости от подачи рециклового потока и увеличивают подачу пара в пиролиэную печь до максимально допустимого значения.

1279999

37

Л кН

83(Составитель 1 еОгаджанов

Редактор В.Ковтун Техреду; Л.Олейник Корректop A,Îáôó÷àð

Заказ 7020/23 Тираж "! 8 j Подписное

ВНИИПИ Государствен,u:,à комитета СССР по делам изобре-.;å.ний и открытий

1 l 3035, Моск В<А, Ъ ) ° Ря ппскс ., нюб а, д, . /5

Производственно-полиграф!н- .. еское предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, ч