СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАГРЕВА ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХОСТАТКОВ В ТРУБЧАТЫХ ПЕЧАХ Советский патент 1974 года по МПК C10G9/20 G05D23/30 

1

Изобретение относится к способам уиравле,иия процессом .высокотемпературного нагрева тяжелых нефтяных остатков в трубчатых печах установок замедленного коксования и термического крекинга на нефтеперерабатывающИх заводах.

Специфика таких проце ссов заключается в том, что сырье .нагревается до сверхкритических температур, при которых .начинается термическое разложение нефтепродуктов с интенсивным карбоидообразованием (выделением «3 жидкого продукта твердых частичек кокса) .

Проблема управления процессом нагрева в этом случае заключается 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, позволяюп1.ее 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 установок замедленного коксования и термического

крекинга, который заключается в том, что температурный режим печи регулируют изменением расхода топлива по температуре нагреваемого сырья на выходе из печи.

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

Занижение показапия прибора заставляют 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 закоксованных труб и происходят частые остановки печ,и для удалення кокса из труб.

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

Это достигается тем, что регулирование темнературного реж.има 1печи ведут по температуре сырья в зоне змеевика печи, предшествующей зоне интенсивного карбоидобразования, и по разности температур сырья между точкой на выходе из печи и точкой регулирования судят о степени закоксованности печп.

Точка регулирования температуры нагрева размещена в зоне, предшествующей зоне интенсивного карбоидобразования, поэтому на чехле термопары не происходит отложения

кокса, приоор .псе время показы-вает действительную темпсрату.ру нагрева и с достаточной чувствительностью .реагирует па незначительные изменения темнературы. Это значительно повышает стабильность темнературного режима нечи, удлиняет срок межремонтного пробега печи.

Постоянное измерение разности .между температурой сырья на выходе из нечи и температурой ,в точке регулирования нозволяет вовремя уловить момент начала коксования нечи, своевременно нр.инять меры но устра 1ению нричин, вызвавших отложение кокса в трубонроводе, а также своевременно ноставить нечь на ремонт, .не донустив ее чрезмерного закоКсования и нрогара труб.

На фиг. 1 изображена нринциниальная схема устройства для реализации предлагаемого способа; .на фиг. 2 - график измеие.ння значений те.мпературы сырья на выходе из печи в зависимости от .продолл ительности работы нечи и степен.и закоксовааности труб.

Устрой.ство состоит из трубчатого змеевика 1 печи, через который проходит нагреваемое сырье, трубонровода 2 для подачи сырья, трубопровода 3 для подачи турбулизатора, трубопр0 вода 4 для подачи топлива к форсункам, регулятора 5 расхода сырья, регулятора 6 расхода турбулизатора, двойной термопары 7, установленной IB точке змеевика печи, предшествуюш,ей зоне Интенсивного «арбоидообразования, прибора 8, регулируюш,его клапана 9, термонары 10, установленной на выходе из нечи, и индикатора lil разности температур.

Одна :из термопар 7 соединена с прибором 8, а другая термонара 7 и термопара 10, соедниеипые по дифференц.иальпой схеме, - с индикатором 11 разности температур, который колтролпрует разность температур сырья иа коксуюш,емся участке змеевика печи (температура в точке на выходе из печи минус темнература в точке регулирования).

Автоматическое унравлеиие нроцессом высокотемнератур.ного нагрева тяжелых нефтяных остатков .в трубчатых печах осуш,ест:вляют следуюн им образом. В змеевик 1 по трубопроводу 2 поступает сырье, расход которого стабилизируют регулятором 5.

По трубопроводу 3 в сырье подают турбулизатор, расход которого стабилизируют регулятором 6. Образовавшаяся парожидкостная смесь, проходя по змеевику 1, пагревается до определенной темнературы, которую измеряют термо.нарой 7, установлеиной в .выбранной точ.ке регулирования. Текуш.ее значение температуры в нриборе 8 сравнивают с зада:н.ным, и при отклонении от носледнего нрибор 8 выдает сигнал, воздействуюндий на клапан 9 1подач,и топлива к форсункам нечи.

Точка регулирования темнературы нагрева раз.меш,ена в зоне, предшествуюш,ей зоне интенсивного карбоидобразоваиия, поэтому иа чехле термопары 7 :не происходит отложение кокса и пр.ибор 8 всегда показывает действительную температуру нагрева, а также с достаточнон чувствнтельностью реагирует на незначительные отклонения температуры.

При появлении внешних возмуш,ений, нанрнмер изменении расходов сырья, турбулизатора -или изменении состава тонлива и его давления в трубопроводе 4, нроизойдет отклонение темнературы нодогреваемого сырья от заданного значения. Поскольку в точке регулирования объект обладает небольшим запаздыванием и большой чувствительностью, прибор 8 быстро отрабатывает сигнал рассогласовання и восстанавливает заданное значение. В начальный нериод работы печи, когда коксоотложение в трубах .нечи и на чехле тер.мопары 10 отсутствует, индикатор 11 будет показывать максимальную разность темнератур сырья иа измеряемом участке. В случаях, когда создаются условия коксования труб змеевика ночи (занижена подача турбулизатора в сырье, а следовательно и скорость прохождения нагреваемого сырья в змеевике, завышена допустимая тем.нература нагрева в печн определенного вида сырья и др.), частицы кокса оседают на внутренних стенках труб

коксуюш,егося участка змеевика печи, ухудшая теплообмен на этом участке. Отлагаясь на чехле термонары, измеряюп;ей температуру пагреваемого сырья па выходе из печи, кокс вызовет занижение показаний.

Все это приведет к уменьшению показаний разности темиератур .на индикаторе И, что будет служить информацией о .начавшемся процессе коксовапия трубчатого змеевика нечи и необходимости принятия мер по предотвраш,еЛИЮ дальнейшего .коксования (например увеличение количества подаваемого турбулизатора, спижение температуры иодогрева и др.).

Прекраш,еи:ие уменьшения разности температур иа индикаторе 11 будет свидетельствовать о нрекратившемся процессе коксоотложе.н.ия на внутренних стетгках труб змеевика нечи iH выходном трубопроводе.

При длительной работе печи закоксованность внутренних степок труб печи будет ;возрастать и, как следствие, будет уменьшаться разность температур сырья .между точкой на выходе из печи и точкой регулирования. При снижении ноказаний разности температур .на индикаторе 11 до онределенной величины, например 5-10°С, для предотвраш;еиия выхода из строя труб змеевика и для выжига.ния .кокса трубчатую печь останав.тивают.

Предмет изобретения

Способ автоматического управления процессом высокотемпературного нагрева тяжелых пефтяных остатков в трубчатых нечах установок замедленного коксования и термического крекинга, включающий измерение температуры выходяш,его продукта ц регулирование температурного реж.има печи изменением подачи тонл.ива, отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности управления и снижепия и.птенсивности коксоотложения в

трубчатых печах, регулирование пагрева ведут .по температуре ;Сырья в зоне змеевика печи, предшествующей зоне интенсивного карбоидообразовалия, и по размести температур

сырья между точкои иа выходе нз печи и точкой регулирования судят о степени закоксованности печи.