Устройство для автоматического управления процессом пиролиза Советский патент 1979 года по МПК C10G9/20 G05D27/00 

Изобретение откосится к устройствам для автоматического управления группой пиролизных печей в производ.стве олефинов и может быть использовано в химической и нефтехимической промыишенности.

известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой печи содержащее датчик и регулятор температуры пирогаза на выходе из змеевиков, регулятор расхода сырья и систему изменения величины зоны реакции 1.

Известно также устройство для автоматического управления процессом пиролиза, содержащее датчики и блок задания температуры пирогаза на выходе из печи, подключенные к регулятору температуры, воздействующим на расход топлива в печь, датчик расхода сырья, блок задания и регу-. .лятор расхода пара в печь, усреднитель t2 .

Недостатком известных устройств является то, что они при регулировании температуры продуктов пиролиза не учитывают общее количество вырабатываемого пирогаза,

Это снижает суммарную производительность производства по целевому

продукту, поскольку узел компримирования пирогаза имеет ограниченную мощность.

Целью изобретения является повышение производительности печей.

это достигается тем, что известное устройство, содержащее датчики и блок задания температуры пирогаза на выходе из печей, подключенные к регуляторам температурам, соединенными с клапанами подачи топлива в печь, снабжено датчиками давления и состава пирогаза на входе в узел компримирования, датчиками давления на входе в промежуточные ступени узла компримирования, блоком коррекции, усреднителем, блоком ограничения, блоком задания давления на входе в узел компримирования, входы которого соединены с датчикг1ми давления и состава пирогаза на входе в узел компримирования, а выход через блок ограничения подключен к одному из входов блока задания температуры пирогаза, два других входа которого связаны с датчиком давления на входе в узел компримирования и через усреднитель с датчиками температуры пирогаза, причем блок ограничения соединен че0рез блок коррекции с датчиком давления на входе в промежуточные ступени узла компримирования. При этом датчик состава пирогаза на входе в узел компримирования представляет собой датчик весовой концентрации метана.

На чертеже представлена схема устройства для автоматического управления процессом пиролиза.

Устройство включает системы стабилизации, температуры пирогаза на выходе из печей 1 пиролиза, состоящие из датчиков 2 температуры пирогаза на выходе из печи, регуляторов 3 температуры и регулирующих клапанов 4 на линиях подачи топлива в печь. На входе узла 5 компримирования пирогаза установлены датчик 6 давления и датчик 7 состава пирогаза. Кроме того, в схеме имеются датчики 8 давления пирогаза на входе в проежуточные ступени 9 узла 5 комприирования. Устройство содержит также усреднитель 10 температуры, блок 11 задания давления на входе в узел 5 компримирования и блок 12 задания температуры пирогаза на выходе из печей, блок 13 ограничения и блок 14 коррекции.

Входы блока 11 задания давления соединены с датчиками давления и состава пирогаза на входе в узел 5 компримирования, а выход его - со входом блока 13 ограничения, второй

ВХОД которого через блок 14 коррекции соединен с датчиком 8 давления пирогаза на входе в одну из промежуточных ступеней узла 5 компримирования. Выход блока 13 ограничения подключен к входу блока 12 задания температуры, два других входа.которого соединены с датчиком 7 давления пирогаза на входе в узел компримирования

й выходЬм усреднителя 10, входы ко- , торого связаны с датчиками 2 температуры. Выход блока 12 задания температуры связан с камерами заданий регулятора 3.

Устройство работает .еледуюйщм обазом.

В блоке 11 задания давления рассчитывается величина давления на входе в узел 5 компримирования по форРр Р +а(), {U . где Ру - измеренная величина давления пирогаза на входе в узел компримирования, кГ/см ;

В - величина, определяемая составом Получаемого пирогаза;

ллаис

В - ее максимально-допустимее значение (ограничение на состав) .

В качестве показателя В может быть выбрана весовая концентрация метана впирогазё или отношение её к сумме концентраций этилена, или пропилена, или ка ой-либо другой показатель, характерный для условий данного производства олефинов.

В блоке 13 ограничения производится сравнение величины Рр, рассчитанной по формуле (1) с величиной максимально-допустимого давления на входе в узел 5 компримирования и опрделяется величина.давления Рд, котот рую необходимо стабилизировать на объекте,, из условий

PJ-PP тгрг. (2) р . р рмакс (3J.

э Dг

в блоке 12 задания температу ры осуществляется расчет задания регулятором 3 температуры пирогаза на выходе из печей пиролиза по формуле

(,,(), (4)

где среднее значение измерений температуры пирогаза на печах пиролиза, рассчитываемое в усреднителе 10 температуры. f

N-, f/ CS-)

.где i - номер работающей печи.

число работающих печей на производстве олефинов.

Рассчитанное значение температуры пирогаза на выходе из печей Tj выдается на установки регуляторов 3 локальных систем стабилизации температры на каждой печи 2 (датчик 2, регулятор 3, клапан 4) и устанавлива ется ими на печах.

Устройство срабатывает через определенные промежутки времени, необходимые для того, чтобы параметры процесса, измененные на предыдущем цикле, к моменту начала следующего цикла приняли установившиеся значения. Цикл выдачи заданий по давлению Р.и температуре выбирается несколько большим времени переходного процесса и в зависимости от типа пиролизной установки, может составлять от 1,0 до 2,0 ч для выдачи заданий по давлению PJ (блок 11) и от 15 до 30 мин для выдачи заданий по температуре Т. (блок 12) .

Блок 14 коррекции осуществляет коррекцию максимально допустимой величины давления входе в 5 компримирования, если давление на входе в какую-либо промежуточП Р

ную ступень компрессора Р, в процессе работы начинает jipeBbnuaTb допутимую величину (т.е. лимитирующей является не первая ступень компрессора, а какая-либо другая). Максимально допустимая величина давления на входе в узел компримирования определяется из условий

рллакс у . рПР. рллакс-j ,

-()(),, (7)

р Ttpu()Vp,, (8

„макс где значение максимально допу тимой величины давления на входе в узел компримирования, использованно на предыдущем цикле срабатывания ус ройства, кГ/см ; Р - максимально допустимая ве личина давления на входе в узел ком римирования, кГ/см. ..Величина , а, а, а, Р в в ражениях (1)-(8) выбирают в зависим ти от конкретных особенностей произ водства олефинов. Например, для производства олефинов, включающих шесть двухпоточных печей пиролиза бензина они имеют значения gMat«: допустимое содержание мета на в пирогазе 0,2 (доли ед) а 2,5 , 5; Р 0 , 5 кГ/см В качестве, величины В, определяе мой составом пирогаза, принимается показатель, возрастающий с ростом температуры процесса, Т (например,, содержание метана) , и коэффициент а в выражении (1) положителен. Давление пирогаза на входе в узел компримирования определяется суммарным объемным расходом его после печей пиролиза. Производство олефинов имеет максимальную производительность в том случае, когда объем пирогаза, поступающего на узел компримирования, а, следовательно, и его давление на входе в этот узел, имеют максимально допустимое значение. В устройстве используется характерная зависимость пиролиза углеводородов в трубчатых печах - понижение плотности пирогаза (и, соответственно, увеличение его объемного расхода), при повышении температуры процесса. При уменьшении давления пирогаза на входе в узел компримирования ниже PJ р/лонс вследствие снижения объёмноГо расхода пирогаза, например, при изменении состава сЛлрья, блок 12 уве личивает задание регуляторам температуры Tj, которые, соответственно, повышают, температуру процесса на печах. При повышении температурыбудет повышен объемный расход пирогаза и его давление на входе в узел компримирования. Повышение давления Pjj будет происходить до того момента, пока оно не станет равно заданному дав лению PJ. После этого повышение темJ прекращается. При увелипературы Т; чении давления пирогаза на входе в узел компримирования выше устройство аналогичным образом снизит его путем уменьшения температуры на печах. Таким образом достигается стабилизация давления пирогаза (а, соответственно, и его объемного расхода) на входе в узел компримирования на максимально допустимом значении. При пониженном расходе сырья на пиролизные печи возможна ситуация, когда давление Рр, рассчитанное в блоке 11 по формуле (1J, окажется меньше максимально допустимого,рассчитанного по формуле (2). Тогда устройство осуществляет, стабилизацию давления пирогаза на входе в узел компримирования на значении, равном Р5 Pp. В случае, если лимитирующей производительностью узла компримирования оказывается не первая ступень компрессора, а какая-либо другая максимально допустимая величина давления, на входе в узел компримирования уменьшается блоком 14 (формулы 6-8). Использование предлагаемого устройства позволяет стабилизировать объемный расход пирогаза на максимально допустимом значении, что обеспечивает максимальную производительность в работе установки. Формула изобретения 1.Устройство для автоматического управления процессом пиролиза в установке, включающей печи и узел компримирования с промежуточными ступенями, содержащее датчики и блок задания температуры пирогаза на выходе из печей, подключенные к регуляторам температуры, соединенными с клапанами подачи топлива в печь, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности печей, оно снабжено датчиками давления и состава пирогаза на входе в узел компримирования, датчиками давления на входе в промежуточные ступени узла компримирования, блоком коррекции, усреднителем, блоком ограничения, блоком задания давления на входе в узел компримирования, входы которого соединены с датчиками давления и состава пирогаза на входе в узел компримирования,. а выход через блок ограничения подключен к одному из входов блока задания температуры пирогаза, два других входа которого связаны с датчиком давления на входе в узел компримирования и через усреднитель - с датчиками температуры пирогаза, причем блок ограничения соединен через блок коррекции с датчиком давления на входе в промежуточные ступени узла компримирования. 2.УСТ1ЭОЙСТВО по П.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик состава пирогаза на входе в узел компримирования представляет собой датчик весовой концентрации метана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №338244, кл. В 01 J 3/00, 1972. 2.Заявка №2142932/26, по которой принято положительное решение о выдаче -авторского свидетельства, кл. С 10 G 9/20, 1975.