Способ управления процессом сажеобразования в реакторе с камерой смешения Советский патент 1989 года по МПК C09C1/48 G05D27/00 

4s СП

00

го 4

...J

Изобретение относится к управлению процессом получения сажи из жидкого углеводородного сырья в реак- Tcjpe с камерой смешения и может быть ифпользовано в нефтехимической про- мишленности при производстве саж различных марок.

Целью изобретения является увели- выхода сажи.

I На чертеже представлена схема уп- р вления, реализующая способ.

Схема содержит реактор 1, цент- горелку 2, камеру 3 сгора- 41Я, камеру 4 смешения, реакционную 3JDHy 5, зону 6 предзакалки, зону 7 з1акалки, датчик 8 и регулятор 9 температуры, регулирующий клапан 10,

&ТЧИКИ 11-14 и регуляторы 15-18

to

15

да

20

25

дов, регулируняцие клапаны 19-22, датчик 23 вибрации, устройство 24 ущемления, анализатор 25 спектра, са- 4 писец 26, преобразователь 27 час- TJOTbi, электропневмопреобразователь 2|8, регулятор 29, задатчик 30, блок 3|1 умножения, ре гуля тор 32, датчик 33 1 асхода, регулирующий клапан 34, блок 35 суммирования,регулятор 36 расхода, ; |атчик 37 расхода и регулирующий клапан 38.30

Спосо б управления осуществляют Следующим образомо

Процесс получения сажи осуществляется в реакторе 1, в которьй подают

14528242

зоне 7 закалки (стабилизации температуры в зоне закалки), измеренной датчиком 8 температуры с помощью регулятора 9 температуры в комплекте с регулирунщим клапаном 10. Расход сырья, расход воздуха на распьш сырья и расход ХОВ на предзакалку СГС стабилизируют путем измерения расходов описанных потоков с помощью датчиков 11-14 расхода, сравнения в,регуляторах 15-18 расхода сигнала от датчиков 11-14 расхода с заданием и при отклонении измеренного расхода от заданного изменяют в помощью регули - рукщих клапанов 19-22 расходы воздуха на горение, сырья, воздуха на распыл сырья и ХОВ на предзакалку СГС. Измеряют с помощью датчика Z3 вибрации вибрацию реактора, получен- ньй сигнал усиливают по амплитуде устройством 24 и выделяют рабочий диапазон частот вибрации посредством анализатора 25 спектра. Полученный сигнал подают на двухканальный самописец 26 для регистрации и на преобразователь 27 частоты в унифицирован- ньй токовый сигнал (0-5 мА). Далее сигнал подают через злектропневмо- гщеобразователь 28 в камеру Переменная пневморегулятора 29 Сигнал, пpoпopци6нaль iьй заданному значению частоты вибрации, подают в камеру Задание регулятора 29 с задатчираска 30о При наличии рассогласования опливо двумя потоками, один из кото 1 ... iM .п .п m 1 1-1 1-г тлптт Л mJtO ТТТч.ТЛ Г У / 1

Йых, составлякиций приблизительно 2/5 Додаваемого суммарного расхода топли- Sa, направляется через центральную горелку 2 непосредственно в камеру 3 с горания, а другой поток топлива, дд йоставлякщйй приблизительно 3/5 подаваемого суммарного расхода топлива, S камере 4 смешения смешивается) с воздухом на горение, после чего обрааовавщаяся горючая смесь попадает в камеру 3 сгорания. Сырье и воздух на распып сьфья подаются в реакционную $ону 5, химически очищенная вода (ХОБ) - в зону 6 предзакалки сажега- $овой смеси (СГС) и в зону 7 закалки

СГС.

Геометрические размеры реактора, размеры зон и места ввода материаль- ;№1Х потоков определяют при проектировании реактора на основании техно- Логических расчетов.

Расход ХОВ на закалку сажегазовой смеси на выходе из реактора регулируют в зависимости от температуры в

45

50

55

между текущим и заданным значениями частоты вибрации реактора сигнал с регулятора 29 через блок 31 умножения на постоянньй коэффициент поступает в камеру Задание регулятора 32 расхода топлива на смешение. На другой вход регулятора 32 поступает сигнал от датчика 33 расхода В регуляторе 32 расхода сравниваются сигналы от датчика 33 расхода с сигналом задания, подаваемого с блока 31 умножения, и вырабатьгоается управляющий сигнал, поступающий на регулирующий клапан 34. Одновременно с блока 31 умножения сигнал подают в минусовую камеру блока 35 суммирования

В блоке суммирования 35 реализуется алгебраическое сложение по формуле

Pt

11

ка 30о При наличии рассогласования

между текущим и заданным значениями частоты вибрации реактора сигнал с регулятора 29 через блок 31 умножения на постоянньй коэффициент поступает в камеру Задание регулятора 32 расхода топлива на смешение. На другой вход регулятора 32 поступает сигнал от датчика 33 расхода В регуляторе 32 расхода сравниваются сигналы от датчика 33 расхода с сигналом задания, подаваемого с блока 31 умножения, и вырабатьгоается управляющий сигнал, поступающий на регулирующий клапан 34. Одновременно с блока 31 умножения сигнал подают в минусовую камеру блока 35 суммирования

В блоке суммирования 35 реализуется алгебраическое сложение по формуле

Pt

11

Р выходной сигнал блока 35 суммирования, являющийся заданием регулятору 36 расхода топлива в централь-,, ную горелку;

С - постоянньш сигнал в плюсовой камере блока 36 суммирования;

11

К X Р, - сигнал, поступающий в минусовую камеру блока 36 суммирования, равный по величине заданию регуля-п тора 32 расхода топлива на смешение;

К - постоянный коэффициент, устанавливаемьй на блоке 31 умножения;

Р - сигнал с регулятора 29

Значения С и К подбираются в зависимости от величины шкал регуляторов 32 и 36 расхода, регуляторы 29 частоты вибрации и от величины суммарного расхода топлива в реактор.

Выходной сигнал с блока 35 суммирования поступает в качестве задания регулятора 36 расхода топлива в центральную горелку. На другой вход регулятора 36 расхода поступает сигнал от датчика 37 расхода, В регуляторе 36 расхода сравниваются сигналы от датчика 37 расхода с сигналом задания и вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на регулирующий клапан 38.

В таблице приведены данные испытаний, проведенные на реакторах с каме .рой смешения, по реализации предложенного способа управления.

Из приведенного в таблице пример ввдно, что способ управления обеспечивает максимальный выход сажи для данного вида сьфья. Так, например, при переходе от низкокачественного сырья (опыт 1) к высококачественному (опыт 2) возрастают и удельная геометрическая поверхност1 сажи S и выход сажи В. Приведение частоты вибрации к f зид 86U Ги, (опыт 3)

,,

0

20

25

30

15

35

40

4В

50

позволяет увеличить выход сажи на 1,2%. При переходе к еще более низкокачественному сьфью (опыт 4) падают и удельная геометрическая поверхность S|,, и выход сажи В, В этом случае стабшшзация f -эад(опыт 5) позволяет получить сажу необходимого качества. Сравнивать выход сажи в опытах 4 и 5 не имеет смысла, так как при получении сажи П234 (ПМ-ЮО) продукция с S 95 (опыт 4) является бракованной При переходе опять к высококачественному сырью (опыт 6) возрастают и удельная геометрическая поверхность S и выход сажи Во Стабилизация, f-p ЗЛА позволяет дополнительно увеличить выход сажи В на 2,7% (опыт 7 в сравнении с опытом 6),

Таким образом, данный способ управления реактором позволяет увеличить сраднестатистический выход сажи марки П34 (ПМ-1иО) на 1,8-2,2%

Формула изобрет е (н и я

Способ управления процессом саже- образования в реакторе с камерой смешения, заключающийся в стабилизации расходов сырья., воздуха на распып сырья и на горегдае топлива, химически очищенной воды на предзакалку, стабилизации темгсературы в яоне закалки изменением химически очнщелной воды на закалку и суммарного расхода топлива, подаваемого в реактор двумя потокам - на смешение с воздухом для горения и в центральную гсрелку, отличающий с я тем, что, с целью увеличения выхода сажи, допол™ нительно измеряют частоту вибрации реактора, выделяют сигнал, соответствующий рабочим частотам вибрации, сравнивают его с заданным значением и при отклонении измеренного значения. вьщеленного сигнала от заданного изменяют прямо пропорционально расход потока топлива, подаваемого в центральную горелку5 и обратно пропорционально расходу потока топлива, подаваемого на смешение с воздухом для горения.

Параметры режима

1452824 Показатели для опыта

.jTiriIT. J.ITi

Индекс корреляции.

сырья,1К.б/р115 125 125 108108125125

Стехиометрический

™ ГьГьГГн:; /кг,0.59 9.35 9.35 П.6П.б9.359.35

Д Г Гин /,3000 3000 3000 3000300030003000

°: : П 300 300 300 . 300300300300

, на швшеняе, vrUO 140 155 155130130,55

ro rvf ° «

Расход СЫРЬЯ, г... кг/,600 600 600 600600600600

Удельная геометрическаяг.о шоя Аоч 9

поверхность сажи, 8„, 95,31 97,31 95,01 93,095,0198,495,42

м Vr

Выход сажи (на сырье)с., о

В. мас.%51,5 53,4 54,6 48,746,752,154,8

Частота вибрации, f,, Гц 860 780 860 930860760860