Способ автоматического управления тепловым режимом пиролизной печи Советский патент 1980 года по МПК C10G9/20 G05D27/00 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ ПИРОЛИЗНОЙ ПЕЧИ

1

Изобретение относится к способам автоматического управления тепловым режимом трубчатой пнролианой печи в производстве олефинов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ управления процессом пиролиза в трубчатой печи путем регулирования температуры на выходе из печи, регулирования расхода сьфья и управления величиной реакнионной зоны процесса путем перераспределения тепла, излучаемого топливными горелками межпу начальной и конечной зонами обогрева пирозмеевика 1.

Известен также способ автоматического управления тепловым режимом пиролизной печи путем стабилизации температуры ;стенки змеевика на конечном участке или однозначно связанной с ней температуры потока на выходе и изменения количества тепла для обогрева змеевика в зависимости от суммарного содержания,окиси и двуокиси углерода в пирогазе Г2Т.

При осуществлении этих способов не учитывается величина концентрации адетклена в пирогазе, являющаяся показателем переразложения сырья. Кроме того, наличие ацетилена существенно усложняет процесс выделения этилена из пирогаза ввиду близости молекуляр ных масс этилена и ацетилена., Управление процессом пиролиза без контроля концентрации ацетилена в пирогазе снижает производительность пиролизной печи.

Цель изобретения - повышение производительности пиролизной печи.

Это достигается тем, что температуру продуктов пиролиза на выходе из печи регулируют в зависимости от содержания ацетилена в продуктах пиролиза, а состав продуктов пиролиза регулируют изменением температуры реакциогаюй смеси на выходе из конвекцкоьшой сек1ши пирозмеевика.

Ma фиг. 1 изображена схема рвалиойции способа; на фиг. 2 - зависимость концентрации этилена и ацетилена в пирогазе от температуры на выходе из печи; на фиг. 3 зависимость кондентра НИИ ацетилена от температуры на выходе из печи и температуры на выходе из конвенционной секции.

Схема реализации способа включает диролизную печь, имеющую трубчатый змеевик, состоящий из конвекционной 1 и радиатной 2 секций, блок 3 расчета температуры на выходе из печи, входы которого связаны с датчиком 4 концентрации ацетилена в пирогазе и датчиком 5 температуры на выходе из печи, регулятор 6 температуры на выходе из печи, регулирующий клапан 7, установленый на линии подачи топлива, блок 8 оптимизации, ко входам которого подключены датчик 9 состава продуктов пиролиза и датчик 10 температуры на выходе из конвекционной секции, регулятор 11 температуры на выходе из конвекционной секции и регулирующий орган 1 установленный на линии подачи хладоагента.

При реализации предлагаемого способа в блоке 3 расчета рассчитывается температура продуктов пиролиза на выходе из печи по формуле

N(

У (1

-т.UЪ

макс изм ВЫУч аи,аи,

- HbW

гду у измеренная температура на

OblX./7 /

выходе из печи, С; Kyj - коэффициент, выбираемьш

экспериментально в пределах 5-50;

ciu. максимально допустимая концентрация ацетилена, задаваемая в пределах 0,1-0,5% вес ИЭ1Л измеренная концентрагшя

ацетилена.

Выбор температуры на выходе из печи, обуславливающий максимально допустимую концентрацию ацетилена в пирогазе, определен однозначным характером зависимости концентраций ацетилена и этилена в пирогазе от температуры на выходе из печи.

Рассчитанное значение температуры на выходе из печи является для эегуля тора температуры 6.

Температура реакционной смеси на выходе из конвекционной секции рассчиывается в блоке оптимизации 8 по заону:

(T.-T .. .),

-.

К Ci-1)

(|u,c,),4|UiCjV,l,

.)С

j /i-lJ, (2)

де Т,,; - температура на выходе из

K1 конвекционной секции измеряемая на текущем цикле расчета;

Т,

температура на выходе из

t Cl-l) конвекционной секции, измеряемая на предыдущем цикле расчета; К 2 - коэффициент, выбираемый

экспериментально;

У1 - количество наименований целевых продуктов;

Ц - цена j -того продукта, устанавливаемая в зависимости от его потребности; С - концентрация j -того -продукта в пирогазе; - вьшолняемый и предыдущий

циклы расчета.

Таким образом, на переходе из конвекционной секции в радиатную устанавливается температура, при которой критерий имеет максимальное значение. В частном случае критерием может являться концентрация этилена в пирогазе..

Температура, рассчитанная в блотсе 8 оптимизации по закону {2) является заданием для регулятора 11, и поддерживается в контуре регулирования, включающем датчик 1О, регулятор 11, регулирующий орган 12, установленный на линии подачи хладоагента, например водяяого пара, в начало или конец конвекционной секции пирозмеевика.

Из графика (см. фиг. 3), построенного по экспериментальным данным следует, что изменение температуры на выходе из конвекционной секции незначитель но влияет на конйентрацию ацетилена по сравнению с изменением температуры на выходе из печи. Это позволяет использовать температуру на выходе из конвекционной секции в качестве управляющего воздействия на состав продуктов пиролиза.

Использование предлагаемого способа управления позволит получить пирогаз с максимально возможным содержанием товарнь1х продуктов, исключая при этом переразложение сьфья, вызывающее коксование змеевика, перерасход топлива, образование нежелательньгх. побочных пюодуктов.

Формула изобр.е тения Способ автоматического управления тепловым режимом пиролизной печи путем регулирования температуры продуктов пиролиза на выходе из печи и температуры реакционной смеси на выходе .из конвекционной секции пирозмеевика, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи за счет контроля концентрации ацетилена в пирогазе, температуру продуктов пиролиза на выходе из печи регули18

770

76О

Гемперотура ffo выходе uj nevu. °С

руют в зависимости от содержа1шя ацетилена в продуктах пиролиза, а состав продуктов пиролиза регулируют изменением температуры реакционной смеси на выходе из конвекционной секции пирозмеевика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР № 598892, кл. С 10 G, 9/20, 1977.

А /

иг. f

830

фиг. г

flOO 10 20 ffSO C 60 ff ffff ffff SffO

TeMneflffmi/ffa ег ffifxotfe uj fffffffffft4itOff ffv eefUfiff, c Фиг-З