Способ автоматического управления процессомвысокотемпературного нагрева тяжелых нефтяныхостатков в трубчатых печах

 

О П И С А Н И Е (щ 420650

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 30.11.71 (21) 1720522/23-26 (51) М. Кл. С 10 9/20

G 05d 23)30 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 25.03.74. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 23.08.7-1

Государственный комитет

Совета Мииистров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 66.041.454-52 L

О .".:„;,;.",:"-:, - ..

А. И. Таекин, П. А. Де ех, В. Ф. Ша шов, В, П. К д яшов, (72) Авторы изобретения р P у р

А. Д. Гришунин, Н. В. Комарева и Л. П. Обоймакова

Волгоградский филиал Специального конструкторского бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАГРЕВА ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ

ОСТАТКОВ В ТРУБЧАТЫХ ПЕЧАХ

Изобретение относится к способам управле,ния процессом .высокотемпературного нагрева тяжелых нефтяных остатков в трубчатых печах установок замедленного коксования и термического крекинга на нефтеперерабатывающих заводах.

Специфика таких процессов заключается в том, что сырье, нагревается до сверхкритических температур, при которых. начинается термическое разложение нефтепродуктов с интенсивным карбоидообразованием (выделением из жидкого продукта твердых частичек кокса).

Проблема управления процессом нагрева в этом случае за ключается в том, чтобы, вести процесс с предотвращением отложений кокса в змеевике и в выходном трубопроводе печи.

В значительной степени это достигается увеличением скорости прокачивания сырья через печь, турбулизацией потока, стабилизацией теплоэнергетических параметров.

Однако и при этих условиях необходимо оперативное управление процессом,;позволяющее па основе объективных данных принимать своевременные меры .по предотвращению коксования внутренней поверхности труб печи.

Известен способ автоматического регулирования высокотемпературного нагрева тяжелых нефтяных остатков в трубчатых печах устано,вок замедленного коксования и термического крекинга, который заключается iB том, что температурный режим печи регулируют изменением расхода топлива по температуре нагреваемого сырья на выходе из печи.

Однако при осуществлении такого способа отложение кокса на чехле термопары,резко повышает инерционность измерения и занижает показания прибора.

Занижение показания прибора заставляют

10 регулятор повышать температуру нагрева сверх заданной, что еще больше интенсифицирует отложение кокса,в трубопроводе.

Кроме того, возникает возможность прогара труб змеевика печи за,счет перегрева закоксо15 ванных труб и происходят частые остановки печи для удаления кокса из труб.

Целью изобретения является;повышение оперативности управления и снижение интенсивности коксоотложения в трубчатых печах.

20 Зто достигается тем, что регулирование температурного режима печи ведут по температуре сырья в зоне змеевика печи, предшествующей зоне интенсивного карбоидобразования, и по разности температур сырья между точкой

25 на выходе из печи и точкой регулирования судят о степени закоксованности печи.

Точка регулирования температуры нагрева размещена в зоне, предшествующей зоне интенсивного карбопдобразования, поэтому на

30 чехле термопары не происходит отложения

420650

65 кокса, прибор псе время показывает действительную температуру нагрева и с достаточной чувствительностью реагирует па незначительные,изменения температуры. Это значительно повышает, стабильность температурного режима печи, удлиняет срок межремонтного пробега печи.

Постоянное измерение разности .между температурой сырья на выходе из печи и температурой,в точке регулирования позволяет вовремя уловить момент начала коксования печи, своевременно принять меры.по устранению причин, вызвавших отложепие кокса B трубопроводе, а также своевременно поставить печь па ремонт, не допустив ее черезмерного закоксования и прогара труб.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — график изменения значений температуры сырья на выходе из печи в зависимости от продолжительности работы печи и степени закоксовапности труб.

Устройство состоит из трубчатого змеевика

1 печи, через который проходит пагреваемое ,сырье, трубопровода 2 для подачи сырья, трубопровода 3 для подачи турбулизатора, трубопровода 4 для подачи топлива к форсункам, регулятора 5 расхода сырья, регулятора б расхода турбулизатора, двойной термопары 7, установленной в точке змеевика печи, предшествующей зоне интенсивного карбоидообразования, прибора 8, регулирующего клавдиана 9, термопары 10, установленной на выходе из печи, и индикатора 1.1 разности температур.

Одна из термопар 7 соединена с прибором

8, а другая термопара 7 и термопара 10, соединенные,по дифференциальной схеме, — с ,индикатором 11 разности температур, который контролирует разность температур сырья на коксующемся участке змеевика печи (температура в точке на выходе из печи минус температура в точке, регулирования).

Автоматическое управление процессом высокотемпературного нагрева тяжелых нефтяных остатков .в трубчатых печах осуществляют следующим образом. В змеевик 1 по трубопроводу 2 поступает сырье, расход которого стабилизируют регулятором 5.

По трубопроводу З,в сырье подают турбулизатор, расход которого стабилизируют регулятором 6. Образовавшаяся парожидкостная смесь, проходя IIIQ змеевику 1, нагревается до определенной температуры, которую измеряют термопарой 7, установленной,в,выбранной точке регулирования. Текущее значение температуры в,приборе 8 сравнивают с задан.ным, и при отклонении от последнего прибор

8 выдает сигнал, воздействующий на клапан 9

|подачи топлива к форсункам печи.

Точка регулирования температуры нагрева размещена .в зоне, предшествующей зоне интенсивного карбоидобразовапия, поэтому па чехле термопары 7 не происходит отложение кокса и .прибор 8 всегда показывает действительную температуру нагрева, а также с дос5

50 таточпой чувствительностью реагирует на незна ттпельные отклонения температуры.

Прп появлении внешних возмущений, например изменении расходов сырья, турбулизатора,или изменении состава топлива и его давления в трубо проводе 4, произойдет отклонение температуры подогреваемого сырья от заданного значения. Поскольку в точке регулирования объект обладает небольшим запаздыванием и большой чувствительностью, прибор 8 быстро отрабатывает сигнал рассогла,сования и восстанавливает заданное значение.

В начальный период работы печи, когда коксоотложепие в трубах печи и на чехле тер.мопары 10 отсутствует, индикатор 11 будет показывать максимальную разность температур сырья па измеряемом участке. B случаях, когда создаются условия коксования труб змеевика пс:.II (занижена подача турбулизатора ia сырье, а следовательно и скорость прохождения нагреваемого сырья в змеевике, за,вышена допустимая температура нагрева в печи определенного вида сырья и др.), частинт.т кокса оседают на внутренних,стенках труб коксующегося участка змеевика печи, ухудшая теплообмеп на этом участке. Отлагаясь на чехле термопары, измеряющей температуру нагреваемого сырья на выходе из печи, кокс вызовет занижение показаний.

Все это приведет к уменьшению показаний разности температур на индикаторе 11, что будет служить информацией о начавшемся процессе коксования трубчатого змеевика печи и необходимости принятия мер по предотвращению дальнейшего коксования (например увеличение количества подаваемого турбулизатора, сттижсттие температуры подогрева и др.).

Прекращение уменьшения разности температур .на индикаторе 11 будет свидетельствовать о прекратившемся процессе коксоотложепия на внутренних стенках труб змеевика печи и выходном трубопроводе.

При длительной работе печи закоксованность внутренних стенок труб печи будет;возрастать и, как следствие, будет уменьшаться разность температур сырья между точкой на выходе из печи и точкой регулирования. При снижении показаний разности температур .на индикаторе 11 до определенной величины,:например 5 — 10 С, для предотвращения,выхода из строя труб змеевика и для выжигания кокса трубчатую печь останавливают.

Предмет изобретения

Способ автоматического управления процессом высокотемпературного, нагрева тяжелых нефтяных остатков в трубчатых печах установок замедленного коксования и термического крекинга, включающий измерение температуры выходящего продукта и регулирование температурного, режима печи изменением подачи топлива, отл ич а ющееся тем, что, с целью повышения оперативности управления и снижения интенсивности коксоотложения в труочатых печах, регулирование нагрева ве420650 дут по температуре, сырья в зоне змеевика печи, предшествующей зоне интенсивного карбоидообразования, и по разности температур сырья между точкой на выкоде из печи и точкой,регулировапия судят о степени закоксованности печи,