Устройство для автоматическогоуправления пиролизными печами

 

Союз Советских

Социалнстнческих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОНУ СВК ИТИЛЬСТВУ

< 337981 (61) Дополнительное к BBT. свид-ву

<зим. к. (22) Заявлвио04.09.79 (21) 2815412/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

С 10 G 9./20

G 05 0 27/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 150681. Бюллетень И9 22

Дата опубликования описания 15. 06. 81 (53) УДК 66.012-52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.B. Родных, М.P. Тучи

В.В. Кафаров, В.A. Ивч

Д.М. Лукин и A.М. Станоткин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПИРОЛИЗНЫМИ ПЕЧАМИ

Изобретение относится к устройст- вам для автоматического управления .трубчатыми пиролизными печами, перерабатывающими углеводородное сырье. переменного состава, в производстве олефинов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза, которое содержит измеритель относительного веса компонентов, регулятор подачи топлива, соединенный с регулирующим клапаном, блоки суммирования, умножения и оптимизации.

Устройство осуществляет оптимальное регулирование подачи топливного газа в печь в зависимости от относительного веса компонентов пирогаза (1).

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает управления тепловым режимом печи в зависимости от жесткости процесса пиролиза, что снижает производительность печи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматического управления пиролизнымн печами, содержащее контуры регулирования температу- З0 ры пирогаза на выходе из печей, каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика,регулятора и регулирующего клапана на линии подачи топлива в горелки, контуры регулирования текущего значения показателя жесткости печей, каждый из которых состоит из последовательно соединенных блока расчета текущего значения показателя жесткости и регулятора, выход которого подключен к камере задания регулятора температуры пирогаза на выходе из печи, первый и второй входы блока расчета текущего значения показателя жесткости печей подключены, соответственно, к датчикам расхода сырья в печь и температуры пирогаза на выходе из печи, и датчик суммарного расхода сырья на печи (2 .

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает упоавления тепловым режимом печей в зависимости от состава пиролизуемого сырья. Это приводит к тому,что режим, устанавливаемый устройством, отличается от оптимального, что снижает производительность печей.

Цель изобретения - повышение производительности печей.

837981

60

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено датчиком состава сырья, блоком задания показателя жесткости печей, блоком расчета числа работающих и блоком расчета показателя качества сырья, причем входы блока расчета числа работающих печей парал,лельцо подключены к .датчикам расхода сырья в печи, а выход — соединен с первым входом блока задания показателя жесткости печей, датчик состава сырья связан через блок расчета показателя качества сырья са вторыми входом блока задания показателя жесткости печей, третий вход которого подключен к датчику суммарного расхода сырья на печи, а выходы блока задания показателя жесткости печей соединены с камерами задания регуляторов показателя жесткости печей.

Работа данного устройства основана на особенности процесса пиролиза в трубчатой печи, характеризуемого тем, что выходы основных товарных продуктов (этилена, пропилена, бутиленов) повышаются, когда процесс осуществляют при оптимальном значении показателя жесткости, который в свою очередь зависит от состава пиролизуемого сырья, т.е. от выбранного характеризующего параметра.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. устройство для автоматического управления пиролизными печами 1 содержит датчик 2 температуры пирогаза на выходе из печи, регулятор

3, соединенный с регулирующим клапаном 4 на линии подачи топлива a горелки, блок 5 расчета текущего значения показателя жесткости, связанный входами с датчиками б расхода сырья в печь и датчиком 2 температуры, а выходом - c регулятором 7 ноказателя жесткости, блок 8 задания показателя жесткости печей, подключенный входами к датчику 9 суммарного расхода сырья на печи и выходу блока 10 расчета показателя качества сырья и блока 11 расчета числа работающих печей. Входы блоков расчета показателя качества сырья и числа работающих печей соединены соответственно с датчиком 12 состава сырья и датчиками б расхода сырья, а выходы блока 8 задания показателя жесткости и регулятора 7 связаны соответственно с камерами задания регуляторов 7 и 3.

Устройство работает следующим образом.

Регулятор 3 стабилизирует темпе- ратуру продуктов пиролиза на выходе из печи, эамеряемую датчиком 2, на заданном значении путем воздействия иа регулирующий клапан 4, установленный на линии подачи топлива. Регулятор 7 показателя жесткости, представляющий собой ПИ-регулятор, путем изменения своего выходного сигнала устанавливает задание Т»> регулятору 3 температуры, устанавливающего на объекте значение выходной температуры Т, соответствующее оптимальному значению показателя жесткос ти Ч . B качестве переменной на рео гулятор 7 поступает выходной сигнал с блока 5, производящего расчет текущего значения показателя жесткости процесса й, соединенный входами с датчиками температуры 2 и расхода б.

Текущее значение показателя жесткости процесса Ч" определяется в блоке 5 по формуле

14 Т - c(F-F ), (1) 20 где T — измеренное значение темпеи ратуры выхода с датчика 2;

F — измеренное значение расхода сырья на данную печь с датчик а б;

25 F — среднее значение диапазона изменения расхода сырья на данную печь, и является постоянной величиной для конкретных печей; с - коэффициент, определяемый экспериментально для конкретных конструкций печей. ,Цля двухпоточной печи пяролиза производительностью 8,0 т/ч по сырью

35 коэффициенты F и с имеют значения

С ч

3,75 т/ч, с = 40

Величина задания оптимального эна4О чения показателя жесткости У постуо пает в камеру задания регулятора 7 с соответствующего выхода блока 8 задания показателя жесткости.

Блок 11 представляет собой счетчик, величина выхода которого изменяется

45 пропорционально числу работающих пе,чей. Для установки, имеющей в наличии

N печей,,N" из которых включены в работу, значение выходного сигнала определяется по формуле

P 0,080(й-й"),кгс/см (2)

ЭЫХ

В блоке 10, связанном своим входом с датчиком 12 состава сырья, произ55 водится расчет показателя, характеризующего состав сырья К по формуле х н хщ (3) х> где Хн †. концентрация нормальных парафинов в сырье, вес. ;

Хйф- концентрация нафтеновых соединений в сырье, вес.В;

Хg — концентрация изопарафинов в сырье, вес.%.

837981

Оптимальное. значение показателя жесткости процесса определяется в блоке 8 по формуле

n — F+

Wo T - с(F - — ) + Ь(k k), (4)

" и где F+ — суммарное значение расхода сырья на установку;

- среднее значение показателя для данного вида сырья., Для прямогонного бензина К .2-3;

Ь - коэффициент, определяеьый экспериментально для различнОго вида сырья. Для прямогонного бензина

b = 4-6 С.

При изменении значения показателя жесткости процесса Wo регуляторы

7 и 3 однОвременно производят изменение величины T»zg таким образом,, чтобы на печах устанавливались оптимальные значения показателей жесткости для каждой из них. Таким образом обеспечивается максимальная производительность печи для любой величины расхода пиролизуемого сырья и изменений его состава.

Использование предлагаемого устройства увеличивает выработку зтиле° на и пропилена примерно на 1,2 относ.%.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления пиролизными печами,содержащее контуры регулирования температуры пиролиза на выходе из печей каждый из которых состоит из последовательно соединенных датчика, регулятора и регулирующего клапана на линии подачи топлива в горелки, контуры регулирования текущего значения показателя жесткости печей, каждый иэ которых состоит из последовательно соединенных блока расчета текущего значения, показателя жесткости и регулятора, выход которого подключен к камере задания регулятора температуры пирогаэа на выходе из печи, первый и второй входы блока расчета текущего значения показателя жесткости печей подключены, соответственно, к датчикам расхода сырья в печь и температуры пирогаза на выходе из печи, и датчик суммарного расхода сырья на печи, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

15 повния производельноссти пиролиэных печей, оно дополнительно снабже-. но датчиком состава сырья, блоком задания показателя жесткости печей, блоком расчета числа работающих

20 печей и блоком расчета показателя качества сырья, гри этом входы блока расчета числа работающих печей параллельно подключены к датчикам расхода сырья в печи, а выход — соединен

25 с первым входом блока задания показателя жесткости печей, датчик состава сырья связан через блок расчета показателя качества сырья со вторым входом блока задания показателя жесткости печей, третий вход которого подключен к датчику суммарного расхода сырья на печи, а выходы блока задания показателя жесткости печей соединены с камерами задания регуляторов показателя жесткости печей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

40 Р 385997, кл. С 10 6 9/20, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 416375, кл. С 10 G 9/20, 1970 °

ВНИИПИ Заказ 4348/38

Тираж 548 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4