Способ управления реактором для получения технического углерода

 

Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов , может быть использовано в нефтехимической промышленности при автоматизации реакторов дпя получения технического углерода и позволяет стабилизировать качество технического углерода. Сигнал с датчика (Д) 16 качества сырья поступает на вычислительное устройство 15, где рассчитывается заданное значение давления в реакторе. Текущее значение давления в реакторе измеряется датчиком 18 и регулируется регулятором 17 путем воздействия на магнитный пускатель 20, исролнительный механизм 21 и задвижку 2. 1 ил. (Л с 4 ю оо со Об со

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„; SUÄÄ 1426989

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ l3 „,13, " кдд "и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4216410/31-26 (22) 30.03.87 (46) 30.09.88. Бюл. Ф 36 (7t) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.П.Власюк, 10.А.Тверской, А.В.Воробьев, С.АаФилатов ". и А.В.Братков (53) 66.012-52 (088. 8) (56) Басс Ю.П. и др. Исследование процесса образования сажи при распылении углеводородного сырья в турбулентном потоке продуктов сгорания. - Газовая промышленность, 1963, 9 8 с. 15.

Авторское свидетельство СССР

В 478045, кл. С 09 С 1/48, 1973. (51) 4 С 09 С 1 48 G 05 D 27 ОО (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОИ

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА (57) Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов, может быть использовано в нефтехимической промышленности при автоматизации реакторов для получения технического углерода и позволяет I стабилизировать качество технического углерода. Сигнал с датчика (Д) 16 качества сырья поступает на вычислительное устройство 15, где рассчитывается заданное значение давления в реакторе. Текущее значение давления в реакторе измеряется датчиком 18 и регулируется регулятором 17 путем а воздействия на магнитный пускатель

20, HcpoJIHHtpJlhHblH махаиизм 21 и задвижку 2. 1 ил. С

1426989

-(ь, -ь"

)ф2 рдL .. (2) ьсо (ьж ьсо (3) 6 = К„ ° Ьс

:. 46) (1 ()Lc +P.с где Ч г Чь.г + в.р

-Ьу 7 избыток воздуха в зоне реакции; расходы воздуха на горвнне топлива и распыл сырья соответственно; 50 расход топлива;, стехиометрический коэффициент сжигания тон лива 55 относительное количество сырья, превращенное до СО.

%г в м = f(r), (7) Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процессов и может быть использовано в нефтехимической промышленности при авто5 матизацни реакторов для получения технического углерода печным способом.

Целью изобретения является стабилизация качества технического углерода.

На чертеже приведена схема автоматического управления, реализующая данный способ.

Схема содержит реактор 1 с задвижкой 2 на выходе, датчики 3-б и ре" гуляторы 7-10 расхода воздуха на горение и распыл сырья, топлива, исполнительные механизмы 11-14, вычислительное устройство 15, датчик 1б 20 качества сырья, регулятор 17 и датчик

18 давления в реакторе, пневмоэлект ропреобразователь 19, магнитный пускатель 20 и исполнительный механизм 21 25

Способ осуществляется следующим образом.

Качество техуглерода определяется тепловым балансом реактора. При постоянных расходах исходных компонен- 30 тов и качества топлива на тепловой баланс реактора влияет качество сырья. Влияние на твпловой баланс оказывают величины стехиометрических коэффициентов сжигания сырья, до (.О СО

«1

CG,-L< и до СО-Ьс °

Количество сжигаемого сырья определяется из выражения

Линеаризуем уравнение (1),в окрестности некоторой статической точкч L и

Для стабилизации теплового баланса реактора необходимо выполнение условия .

С учетом условия (3) выраженив (2) примет вид. сО 1

Ь(= gL ° (4) с Ьсб Lco 4 с

Полученная методом регрессионного анализа экспериментально-стагическая

СО модель зависимости Ь,с от индекса корреляции сырья имеет виц:

= 9,45б27 + 0,0187573 ИК— — 0,000117348 ИК ° (5):

При изменении ИК сырья в пределах

-10 единиц, что наблюдается в практике получения техуглерода определенной со марки разность L c — Ьс можно считать постоянной. Таким образом, выражение (5} имеет вид:

7 где К -шг+---др- — коэффициент пропорциональ" ности.

Относительное количество сырья, превращенного до СО, является функци» ей давления в реакторе, т,е., Так, при повышении давления в реакторе доля сырья, превращенного до, СО, уменьшается, так как подавляются реакции образования СО при горении и газификации сырья.

8 реальных заводских условиях давление в реакторе можно изменять в небольших пределах (0,05""О, 1 кгс(см ), потому что запас давления ограничен

1626989 мощностью заводской. компрессорной, поэтому зависимость (7) можно определить экспериментальным путем, как линейную функцию, т,е. = К,р, где .К вЂ” коэффициент пропорциональности, определяемый экспе" риментальным путем.

Тогда выражение (6) примет вид:

10 P = Кь1 (9)

БО (10) где К вЂ” постоянный коэффициент, определяемый опытным путем; 55 — стехиометрический коэффициент сжигания сырья до

СО,;

Кк где К = вЂ, — — коэффициент пропорцикя ональности.

Таким образом, влияние изменения свойств сырья, проявляющихся изменесе 20 кием L-, можно компенсировать изменением давления в реакторе, при неизменных остальных параметрах процесса. При этом тепловой баланс реактора является инвариантным относительно изменения свойств сырья, что обеспечивает получение техуглерода стабильного по качественным показателям, Схема автоматического управления, ЗО реализующая предлагаемый способ, работает следующим образом.

Расходы воздуха на горение, на распыл сырья, топлива и сырья измеряют датчиками 3-6 расхода (диафрагмами с дифференциальными манометрами типа 13ДД11), стабилизируются регуляторами 7-10 расхода (типа ПР 3.31 с вторичным прибором ПВ 10.1Э) и рео гулируются с помощью исполнительных механизмов 11-14 (типа ПОУ, для ВСД—

40 заслонка с МИИ).

В вычислительное устройство 15 с датчика 16 качества сырья (измеритель индекса корреляции сырья в потоке ИК-1) поступает сигнал, соот45 ветствующий показателю качества сырья (например, индекс корреляции), где на основании экспериментально определенной. зависимости

Р— давление в реакторе, рассчитывается заданное начение давления в реакторе. В регулятор 17 давле .ия в реакторе (наприме, Р-21 с измерительным блоком ИОЧ) в качестве пере- ", ме .ной поступает сигнал с датчика 18 давления (например, И1Н), а в качестве задания — сигнал с вычислительного устройства 15, преобразованный в пневмоэлектропреобразователе 19 (типа ПЭ-5511) в унифицированный электрический сигнал (0-5 А)„- При наличии небаланса между измеренным и заданным значениями давления в реакторе регулятор 17 формирует сигнал, который через магнитный пускатель 20 (типа

МКР-0-58) бесконтактно управляет исполнительным механизмом 21 (типа ИЭП250), который воздействует на выходную задвижку 2. При этом увеличение проходного сечения выходной задвижки приводит к уменьшению давления в реакторе, а уменьшение проходного сечения выходной задвижки — к увеличению давления в реакторе таким образом, чтобы измеренное давление соответствовало расчетному, Вычислительное устройство 15 построено на базе стандартных элементов системы УСЭППА и выполняет функции

"+", "-" (прибор алгебраического суммирования ПФ 1.1), и "х" (прибор умножения на -постоянный коэффициент

ПФ 1.9, множительно-делительное устройство ПФ 1. 18) .

Использование данного способа управления позволяет стабилизировать качество техуглерода за счет стабилизации теплового баланса реактора.

Формула изобретения

Способ управления реактором для получения технического углерода, включающий стабилизацию подачи исходных потоков на входе в реактор, измерение качества сырья и регулирование расхода выходного потока иэ реактора, отличающийся тем, что, с целью стабилизации качества технического углерода, дополнительно измеряют давление в реакто ре, по измеренному значению качества оырья вычисляют заданное значение давления в реакторе, сравнивают его с измеренным значением давления и при превышении заданного значения

1426989

Составитель Г. Огаджанов

Редактор Н. Лазоренко Техред N.Ìîðãåíòàë Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4828/26 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д, 4/5

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

Ъ давления над измеренным уменьшают расход выходного продукта из реактора, а при превышении измеренного значения давления над заданным увеличивают расход выходного продукта из реактора.