Способ управления процессом пиролиза бензина в трубчатых печах Советский патент 1989 года по МПК C10G9/20 G05D27/00 

Изобретение относится к управлению производством этилена и может применено для регулирования процесса пиролиза бензина для получения этилена, пропилена, бутилен-дивинильной фракции и т.п.

Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта за счет увеличения продолжительности работы печи.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления процессом пиролиза бензи1га в трубчатых печах, позволяющая реализовать предложенный способ.

Система содержит трубопроводы подачи бензина 1, пара 2 и водорода 3 змеевики труб 4, печь 5, трубопровод 6 вывода пирог-аза, датчики расходов б.гнзина 7f пар л 8 и водорода 9i

регуляторы 10 и II соотношения, регулирующие клапаны 12-14, датчик I5 концентрации ароматических углеводородов в бензине, блок 16 сравнения, вычислительные блоки 17-19, датчики 20 концентрации водорода в пирогазе и давления 21 пирогаза, регулятор 22 расхода бензина, регулятор 23 парциального давления водорода в пирогазе, трубопровод 24 подачи топливного газа в печь.

Канал А связывает первый выход блока 16 сравнения с вычислительным блоком 17, канал Б связывает второй выход блока 16 сравнения с вычислительным блоком 19.

Вычислительные блоки 17 и 19 построены так, что, если концентрация ароматических углеводородов в бензине больше или равна заданной концентраtn о

4

ю

1 ел

ции этих продуктов по регламенту, то вычислительный блок 19 автоматически отключается, а если меньше - автоматически отключается вычислительный блок 17.

Система автоматического управления, реализующая предложенный способ, работает следующим образом.

При увеличении концентрации арома- тических углеводородов в бензине, измеренной датчиком 15,по сравнению с номинальной, автоматически включается вычислительный блок 17, а 19 отключается. В регулятор 23 поступают два сигнала: один из них в качестве переменного от вычислительного блока 18,а другой в качестве задания от вычислительного блока 17.Сигнал рассогласования с регулятора 23 поступает в регу лятор 1 1 соотноше}1ия расходов бензина и водорода в качестве задания.Регулятор 2 имеет астатический закон регулирования. Поэтому он изменяет соотношение расходов бензина и водорода до тех пор, пока сигналы, поступающие с вычислительных блоков 17 и 18 по величине не будут одинаковы, т.е. текущее значение парциального давления водорода в пирогазе, рассчитанное вычис- лительным блоком 18, не будет равно заданному значению. Заданное значение парциального давления рассчитывается вычислительным блоком 17 по формуле

Р° К, ud f С,

где К, 0,465, С 0,372 - постоянные числа, определяемые экспери- ментально;

4о/А - приращение концентрации ароматических углеводородов в бензине, измеренной датчиком 15.

Величина о(д рассчитывается блоком 16 сравнения по формуле

Л.

- 0

- концентрация ароматических

углеводородов в бензине, измеренная датчиком 15; о/д - то же, заданное по регламенту.

Регулятор 23 работает в том случае, если до(д /0. Тогда блок 16 сравнения посылает сигнал, пропорциональgj 0 5 СJ

Q

.

0

5

ный величине Лa(/ , по каналу А. Если Лo(/ О, то сигнал поступает по каналу Б в вычислительный блок 19.

Текущее значение парциального давления водорода в пирогазе вычислительный блок 18 рассчитывает на базе сигналов, поступающих с выхода датчиков 20 и 21, пропорциональных величинам концентрации водорода в пирогазе и давлению пирогаза по формуле

4

где Р - парциальное давление водорода в пирогазе; Р - давление пирогаза; концентрация водорода в пирогазе на выходе печи. При установившемся режиме обеспечивается равенство

о

р р . 2 Н-з

Необходимый расход бензина рассчитывается вычислительным блоком 19 по

формуле

Qg Kj/lo / b,

где К -1,666, b 20,0 - постоянные

определяемые экспериментально . Выходной сигнал вычислительного

блока 19, пропорциональный величине

Q,, поступает в регулятор 22 расхода

бензина в качестве задания, а последний пропорционально увеличивает расход б.ензина. Предельным значением расхода бензина является его максимальное значение по техническому регламенту. Поэтому при настройке вычислительного блока 19 необходимо согласовать максимальное отклонение концентрации ароматических углеводородов от номинального значения в меньшую сторону с максимальным расходом бензина в печь. Например, максимальный расход бензина .Qrf-H.Kc 25 т/ч прио/ „ 5%; ;j 8%,

отсюда йо( 5-8 -3%. При экспериментально найденной величине К -1,666 и b 20,0.

(ff -1,666 (-3) - 20 25 т/ч.

Прио(лмс.с 12%, 12-8 4%, следовательно, РН 0,0465 х 0,372

0,1860 0,372 0,358.

В таблице приведены данные сравнительного анализа показателей процесса по прототипу и предлагаемому способу .

Продолжительность пери- ода работы

печи, дней 42,0 42,2 Приращение производительности установки по этилену, мас.% 24,2 24,61

Из таблицы видно, что внедрение способа в производстве ЭП-300 позволяет увеличить продолжительность периода работы печи и ее производительность по целевому продукту.

Экономический эффект от реализации предложенного способа составит более 80,0 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Способ управления процессом пиролиза бензина в трубчатых печах, заключающийся в регулировании величины соотношения расходов бензина и пара воздействием на расход пара, величины соотношения расходов бензина и водородл воздействием на расход водорода На входе в печь, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, дополнительно измеряют величину концентрации ароматических углеводородов в бензине, сравнивают ее с номинальной величиной этой концентрации по регламенту и при отклонении ее в большую сторону пропорционально увеличивают парциальное давление водорода в пирогазе на выходе из печи воздействием на величину соотношения расхоов бензина и водорода на входе в печь, а при отклонении ее в меньшую

сторону пропорционально увеличивают расход бензина в печь.

Изобретение относится к управлению производством этилена, может быть применено для регулирования процесса пиролиза бензина для получения этилена, пропилена, бутилен-дивинильной фракции и позволяет увеличить выход целевого продукта за счет увеличения периода работы печи. В предложенном способе измеряют величины концентрации ароматических углеводородов в бензине, сравнивают ее с номинальной величиной этой концентрации по регламенту и при отклонении ее в большую сторону пропорционально увеличивают парциальное давление водорода в пирогазе на выходе из печи воздействием на величину соотношения расходов бензина и водорода на входе в печь, а при отклонении ее в меньшую сторону пропорционально увеличивают расход бензина в печь. 1 ил., 1 табл.

Л 3

--®ллллд

8

Л 20

If