Устройство для автоматического управления пиролизными печами

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик »735625

Вp, Й",:,->I г1, °,, =

4»

2 (51)М. Кл.С 10 C- 9/20

G 05 0 27/00

1 с. (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.12.77 (21) 2552711/23-26 с присоединением заявки .%

Государстввииый комитет (23) П риоритет—. (53) УДК

66.012-52 (088.8) ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 25 05.80. Бюллетень йй 19

Дата опубликования описания 28.05.80

Ю. В. Родных, Ю. Н. Боев, В. А, Курицин, М. P. Тучинский, А. Г. Свинухов, P. М. Гараев и М. В. Воробьев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПИРОЛИЗНЫМИ ПЕЧАМИ

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления пнролизными плечами в производстве олефинов и может использоваться в химической и нефтехимической промышленности при автоматизации процессов получения этилена, пропилена и других мономеров.

Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза, содержащее оптимизатор, датчики расходов пара в змеевики и воды на закалку пнрогаза, измеритель относительного веса компонентов, регулятор подачи топлива, блоки суммирования и умножения (1) .

Известно устройство для автоматического управления прбцессом пиролнза, содержащее контуры регулирования расходов сырья в печи, состоящие нз датчиков расхода, регулято ров и регулирующих клапанов, контуры регулирования температуры продукта пиролнза на вы- ходе из печей и контуры регулирования темпе20

f ратуры продукта на выходе из закалочных аппаратов, состоящие нз датчиков температуры, регуляторов н регулирующих клапанов, а также о датчик общего расхода сырья в печи, датчики расхода пара в печи и блок задания (2).

Однако такие устройства не учитывают режимы работы аппаратов закалочно-испарнтельной системы, на стенках которых, как. показывает опыт эксплуатации, в значительной степени от-лагается кокс, являющийся одним из продуктов термического разложения углеводородов. Это снижает производительность печей по целевым продуктам.

Цель изобретения — повышение производительности процесса пиролиза по целевым продуктам.

Это достигается тем, что оно дополнительно содержит блок вычитания, блок определения показателей проходимости закалочных аппаратов, блок прогнозирования и сумматор, при этом первый и второй входы блока вычитания подключены соответственно к датчикам температуры продукта На выходе из печей и закалочных аппаратов, выход блока вычитания соединен с первым входом блска прогнозирования, второй и третий входы которого подключены соответственно к датчикам расхода сырья и пара в печи, выход блока лрогно735625 знрования соединен с первым входом блока определения показателей проходимости зака.лочных аппаратов, второй вход которого связан с выходом регуляторов температуры про"дукта на выходе иэ закалочных аппаратов, выход блока определения показателей проходи ьюсти закалочных аппаратов параллельно подключен к входам блока задания. сумматора, выход которого соединен со вторым входом блока задания, третий вход которого подключен 10 к датчику общего расхода сырья в печи; а выход блока задания соединен со входами регуляторов расхода сырья в печи.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства. : . 15

-1

Устройство содержит датчики 1 расхода пара, на каждую пиролизную печь 2, датчики 3 температуры продуктов пнролиэа на выходе из печей, регуляторы 4 и регулирующие клапаны 5, которые образуют контуры стабилизацйй темпе- 29 ратуры на выходе из нечей,датчйки 6 раСходов сырья в печи, регуляторы 7 и регулирующие

: клапаны 8, которые образуют контуры стабилизации расходов сырья в печи, датчики 9 темпе"ратуры на выходе из закалочных аппаратов 10, : регуляторы 11 и регулирующие клапаны 12 на:

- линиях подачи воды в закалочные аппараты, которые образуют контуры стабилизации темпе:- ратуры на выходе из. закалочных айнаратов, 6поки 13 вычитания, блоки 14 йрогнозирования,>о блоки 15 определения показателей прдхо1тимости закалочных аппаратов, блок 1б суммирования блок 17 задайия, датчик 18 общего расхода сырья на ииролизные печи.

Устройство работает следующим образом. M

Регуляторы 4 стабилизируют температуры . на выходах иэ нечей, регуляторы 7 стабилизируют расходы сырья в печи, регуляторы

ll стабилизируют температуры на выходах из закалочных аппаратов..., . 40

В блоках 13 вычитания определяются пере— " — пщьгтемператур продуктов пиролиза на закалочных аппаратах. ьт т „„"т где ЬТ вЂ” перепад температур в закалочном

45 аппарате j-й печи, С;

Тпечи-температура продуктов пиролиза на выходе из печи, С;

Тз.а- температура продуктов. пиролиэа на о выходе из закалочного аппарата, C.

В блоках 14 по значениям расходов сырья и пара . на печь, перепада температуры на закалочном

-аппарате печи рассчитывают прогнозируемые . значения управляющих давлений воздуха от регуляторов 11 на клапаны 12 подачи воды в закалочные аппараты каждой печи. Расчет ведется по следующей эмпирической зависимости.

" с. а (2)

Хгде Р" — прогноэируемое значение управ-. ляющего давления воздуха с регулятора 11 на клапан подачи воды в закалочный аппарат

j-й печи, которое равно измеренному значению этого давления, если закалочный аппарат не закоксован, кг/см;

2 .и

F, F — соответственно измеренные значейия расхода сырья и пара на j-тую печь, т/ч;

К,,К2Кз,К вЂ” коэффицнейты, зависящие от особенности работы клапанов

12 подачи воды в аппараты, подбираются экспериментально в пределах 0,2 — 0,8 кг/см .

В блоках 15 по поступившим в них с блоком 14 значениям прогнозируемых давлений воздуха с регуляторов 11 и измеренным значениям этих давлений определяются показатели проходимости закалочных аппаратов. Чем больше этот показатель, тем меньше закоксован закалочный аппарат н наоборот. Показатель проходимостй annapara определяется по соотношению

4 =1 -K (P; -Р,"-), (3)

5 где Р; —. P. — разность между прогноэируемым

np n и измеренным значениями управляющего давления воздуха — на клапане подачи воды s закалочный аппарат 1-й печи, кг/см; чем больше 1 эта разность, тем больше закоксован закалочный аппарат и- наоборот;

К, . — размерный коэффициент, равный 1 см /кг; — показатель проходимости эакао лочного аппарата j-й печи после выжига кокса, равный 1;

4 — показатель текущей проходимости эакалочного аппарата

j-й печи; изменяется в пределах 0 < 9 < 1, чем больше этот показатель, тем меньше закоксован закалочный аппарат

H HBO60pOT.

В блоке 16 суммирования .показатели проходимости закалочных аппаратов суммируются

М

М= С1;, эгде М вЂ” количество пиполизных печей.

790

1,9

3,8

0,2

l,9

790

3,8

;Таблица 2, с

13,4

260

8,2

24,1

12,0

5 73

Блок 17 рассчитывает задания регуляторам расходов сырья печи по соотношению

Г1=Е". +, (4)

3. где F+ — общий расход сырья на пиролиэные печи, измеряется датчиком

18, т/ч;

F — рассчитанное значение задания регулятору расхода сырья на

j-ю печь, т/ч.

Затем рассчитанное значение задания проверяется на ограничения, предусматриваемые трехрегламентом, и по результатам проверки. формиочются уставки регуляторов; .=ь.щуц, c, р мин- "Ъ импекс Ф" " акс1 ." Ъ» (5)

FIFTH "Р 5

me F. — значение уставки регулятору расхода з

j сырья на j-ю печь.

Блоки 14 — 17 срабатывают циклически, цикл срабатывания определяется экспериментально в пределах 4-8 ч.

В случае закоксовывания закалочного аппарата какой-либо печи увеличивается его сопротивление потоку пироглза, следовательно, повьппает давление в реакционной зоне змеевика печи,что приводит к снижению производительности печи по целевым продуктам. С другой стороны с эакоксовываннем эакалочного аппарата увеличивается его сопротивление потоку впрыскиваемой воды, в результате чего расход воды прн одном и том же откры- тии клапана 12 уменьшится, а температура на выходе из аппарата увеличится. Тогда регулятор 11 приоткроет клапан 12, увеличив тем самым расход воды в аппарат, сле- довательно, управляющее давление воздуха

5625 . б с регулятора 11 на клапан 12 будет отличным от первоначального. В результате чего блоки 14 — 17 выработают новое задание регулятору расхода сырья в j-ю печь меньше предыдущего и давление в реакционной зона змеевика так. же снизится.

В том случае, когда клапан 12,подачи воды полностью откроется, данное устройство позволяет стабилизировать температуру на выходе из закалочного аппарата уменьшением расхода сырья в печь ввиду того, что прогнозируемое значение управляющего давления воздуха на клапан 12 изменяется с изменением перепада температур на эакалочном аппарате.

15 Пример. При и . ван и известного устройства для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой печи параметры на двух печах имели такие значения (см. табл. 1)

При этом выходы основных продуктов по каждой печи были такими, вес.%: (см. табл. 2):

Опытная эксплуатация предлагаемого устройства иа двух пирон изиых печах показала, 25 что параметры печей будут иметь такие зна. чения (см. табл. 3).. При этом коэффициенты, приведенные выше в описании устройства, были приняты рав:, ными о

Kj Ка 0,2 кг/см, Кз0,6 кг/см, К4=0,32кг/см

М,1 0 1 Ке 1 см /кга

Выходы основных продуктов при таких зна35 ченнях параметров craw такими, вес.% (см. табл, 4).

Предлагаемое устройство позволит увеличить выработку целевых родуктов на 2%.

Таблица 1

Таблица 3

Расход сырья в печь,т/ч Печь

Перепад темпе- Температура на ратур на закалоч- выходе из печи „ ном аппарате, С С

Расход пара в печь, T/÷

Показатель проходимости закалочного аппарата

3,98

1,99

0,89

181

3,62

440

790

0,81

Таблица 4

26,9

14,0

8,3

25,0

12,7

8,3

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления пиролизными печами, содержащее контуры регулирования расходов сырья в печи, состоящие из датчиков расхода; регуляторов и регулируюзо щих клапанов, контуры регулирования темпе— ратуры продукта пиролиза ца выходе иэ печей и контуры регулирования температуры продукта на выходе из закалочных аппаратов, состоящие из датчиков температуры, регуляторов и регулируюп1их клапанов, датчик общего рас35 хода сырья в печи, датчики расхода пара в печи и блок задания, о т л и ч а ю щ е ее я тем; что, с целью повыпюния производительности процесса пиролиза.по целевым продуктам, оно дополнйтельно содержит блок вычитания, блок определения показателей проходимости закалочных аппаратов, блок прогнозирования и сумматор, при этом первый и второй входы блока вычитания подключены, соответственно к датчикам температуры продукта на выходе из. печей и закалочных аппаратов, выход блока вычитания соединен с первым входом блока прогнозирования, второй и третий входы которого подключены соответственно к датчикам расхода сырья и пара в печи, выход блока прогнозирования соединен с первым входом блока определения показателей проходимости закалочных аппаратов, второй вход .которого связан с выходом регуляторов температуры продукта на выходе из закалочных аппаратов, выход блока определения показателей проходимости закалочных аппаратов параллельно поцключен к входам блока задания и сумматора, выход которого соединен со вторым входом блока задания, третий вход которого подключен к датчику общего расхода сырья в печи, а выход блока задания соединен со входами регуляторов расхода сырья в печи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР Р 385997, кл. С 10 6 9/20, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР И 338244, кл. В 01 Х 3/00, 1970 (прототип).

735625

Тираж 545 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.i 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2358/19

Фн:ша i ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Огаджанов

Редактор Л. Гребенникова Техред Н.Ковалева Корректор Г. Назарова