Устройство для автоматического управления пиролизными печами Советский патент 1980 года по МПК C10G9/20 G05D27/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПИРОЛИЗНЫМИ ПЕЧАМИ Изобретение относится к устройствам для автоматического управления пиролизными плечами в производстве олефинов и может использоваться в химической и нефтехимической промышленности при автоматизации процессов получения этилена, пропилена и других мономеро Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза, содержащее оптимизатор, датчики расходов пара в змеевик и воды на закалку пирогаза, измеритель относительного веса компонентов, регулятор подачи топлива, блоки суммирования и умножения 1. Известно устройство для автоматического управления прбцессом пиролиза, содержащее контуры регулирования расходов сырья в печи, состоящие из датчиков расхода, регулято ров и регулирующих кпапанов, контуры регули рования температуры продукта пиролиза на вы ходе из печей и контуры регулирования температуры продукта на выходе из закалочных аппа ратов, состоящие из датчиков температуры регуляторов и регулирующих клапанов, а такж датчик общего расхода сырья в печи, датчики расхода пара в печи и блок задания 2. Однако такие устройства не учитывают режимы работы аппаратов закалочно-испарительной шстемы, на стенка} которых, как. показывает опыт эксплуатации, в значительной степени отлагается кокс, являющийся одним из продуктов термического разложения углеводородов. Это снижает производительность печей по целевым продуктам. Цель изобретения - повыщение производительности процесса пиролиза по целевым продуктам. Это достигается тем, что оно догюлнительно содержит блок вычитания, блок определения показателей проходимости закалочных аппаратов, блЪк прогнозирования и сумматор, при этом первый и второй входы блока вычитания подключены соответственно к датчикам температуры продукта на выходе из печей и закалочных аппаратов, выход блока вычита1шя соединен с первым входом блока прог- . нозирования, второй и третий входы которого подключены соответственно к датчикам расхода сырья и пара в печи, выход блока прогно3 73 зирования соединен с первым входом блока определения показателей проходимости закалочных аппаратов, второй вход которого связан с выходом регуляторов температуры продукта на выходе из .закалочных аппаратов, выход блока определения показателей проходидасти закалочных аппаратов параллельно подключен к входам блока задания: сумматора, выход которого соединен со вторым входом блрка задания, третий вход которого пода:лючен к дaтчиky общего раехОда сырья is печи, а в ыход блока задания соединен со входами регулятбрОв расхода сырья в печи. На чертеже дана схема предлагаемого устрой;сг1ва. - - , у: . : . . Устройстйо содержит датчики 1 расхода пара. на каждую шролизную печь 2, датчики 3 темпе ратуры продуктов пиролиза навыходе из печей, регуляторы 4 и регулируюиие клапаны 5, которые образуют контуры стаб1Ййзапйй температуры на выходе из печей/датчики ё расходов сырья в пета, регуляторы 7 и регулируюиие клапань 8, которые образукот контуры стабилизации расходов сьфья в печи, датчики 9 темпе ратурЫ на йыходе из закалочныэс аппаратов 10, - регуляторы 11 и регулируюиие клапаны 12 на; яашиях подачи воды в закалочные аппараты, которые образуют контуры стабилизации температуры на выходе из закалочных аппаратов, блоки 13 вьтчитанйя, блоки 14 прЬгйОзированйя блоки 15 определенияпоказателей прохОйимости закалочных аппаратов, блок 16 суммирования блок 17 задания, датчик 18 сущего расхода сырья на ниролизныё печи, Устройство работает следующий образом. . .Регуляторы 4 стабилиз1фуют температурь не выходах из печей, регуляторы 7 стабили- ; ЧзируМ расходы сырья в , регуляторы li стабилтизйруют температуры на выходах из закалочных аппаратов. - ..,.: . : В блоках 13 вы«штайия определяются перепады температур продуктов пиролиза на за калОчяьтх аппаратах. .:г, ; v :- --;-;. - .аО) где ЛТ, - перепад температур в закалочном аппарате j-й пеш, °С; Тпечи-Тбмпература продуктов пиролиза ни выходе из печи, С;. .- температура продуктов пиролиза на выходе из закалочного аппарата, С. в блоках 14 по значениям расходов сьфья и пара на neift, перепада температуры на закалочном аппарате печи рассчитывают прогнозируемые. значения управляющих давлений воздуха от. регуляторов 11 на клапаны 12 подачи воды в закалочные аппараты каждой печи. Расчет ьедется по следующей эмпирической зависимости. |.5..-6,6,V,||. Р прогнозируемое значение управляющего давления воздуха с регулятора 11 на клапан подачи воды в закалочный аппарат j-й печи, которое равно изме. ренному значению этого давления, если закалочный аппарат не закоксован, кг/см,соответственно измеренные значения расхода сырья и пара на j-тую печь, т/ч; K3 - коэффициенты, зависящие от особенности работы клапанов 12 подачи воды в аппараты, подбираются экспериментально в пределах 0,2-0,8 кг/см. локах 15 по поступившим в них с бло4 значениям прогнозируемых давлений а с регуляторов 11 и измеренным знаэтих давлений определяются показатеоходамости закалочных аппаратов. Чем е этот показатель, тем меньше закоксокалочный аппарат и наоборОт. Показатель имости аппарата определяется по соотию(pf-pJ), (3) Р.- разнОсть между прогнозируемым и измеренным значениями управляющего давления воздуха на клапане подаЧи воды в закалочный аппарат j-й печи, кг/см; чем больще бта разнОсть, тем больше закоксован закал эчный аппарат и наоборот; - размерный коэффициент, равный 1 -показатель проходимости закалочного аппарата j-й печи после выжига кокса, равный 1; -показатель текущей проходимости закалочного аппарата j-й печи; изменяется в пределах О l).j 1, чем больше ЭТО.Т показатель, тем меньше закоксован закалочный аппарат и наоборот. локе 16 суммирования показатели проости закалочных аппаратов суммируются Е - количество пиоолизных печей.

Блок 17 рассчитывает задания регуляторам расходов сырья печи пЬ соотношению

. i« ,

- P-F i

где общий расход сырья на пиролизные печи, измеряется датчиком

, . /ч; .

F;- рассчитанное значение задания

регулятору расхода сырья на j-ю печь, т/ч.

Затем рассчитайное значение задания проверяется на ограничения, предусматриваемые трехрегламентом, и по результатам проверки формируются уставки регуляторов;

.(

.;m:F,

NVMM j WOHtC

с V.c:

-HfniF,,, V

FbF. NVWH

где F| - значение уставки регулятору расхода сырья на j-ю печь.

Блоки 14-17 срабатывают циклически, цикл срабатывания определяется экспериментально в пределах 4-8 ч. . В случае закоксовываимя закалочного аппарата какой-либо печи увеличивается его сопротивление потоку пирогаза, следовательно повьпиает давление в реакционной зоне змеевика печи, что приводит к снижению производительноста печи по целевым продуктам. С другой стороны с закоксовыванием закалочного зпnapata увеличивается его сопротивление потоку впрыскиваемой воды, в результате чего расход воды при одном и том же рткрытии клапана 12 уменьцштся, а температура на выходе из аппарата увеличится. Тогда регулятор 11 приоткроет клапан 12, увеличик тем самым расход воды в аппарат, еледовательно, управляющее давление воздуха :

с регулятора 11 на клапан 12 будет отличным от первоначального. В результате чего блоки 14-17 выработают новое задание регулятору расхода сырья в }-ю печь меньше предыдущего и давление в реакционной зоне змеевика также снизится.

В том случае, когда клапан 12 1 одачи воды 1юлностью откроется, данное устройство позволяет стабилизировать температуру на выходе из закалочного аппарата уменьшением расхода сырья в печь ввиду того, что 1фопюзнруемое жачеиие управляющего давления воздуха на клапаи 12 изменяется с изменением перепада темп атур на закалочной аппарате. ;

Пример. При использовании известного устройства для автоматического управления . процессом пиролиза в трубчатой печи параметры на двух печах имели такие значения (см. табл. 1)

При этом выходы основных продуктов по каждой печи бьши так,ими, вес.%: (см.

табл. 2): ;

Опытная эксш1уата19Я предлагаемого, устррйства на двух таролншых 1кчах шжазала, что плрлмегры печеа вуяут нлкщ такие значения (ал. , 3).

ПрМ этом коэффйп иенты, приведенные выше в описании устройства, были приняты рав; ными -. - ..:- .. -.,-....--

KI 1СаХ),2 кг/см, ,6 кг/см, К, 0,32кг/см

2

1( KS 1 .

Выходы основных продуктов при таких значениях параметров стали такими, вес.% (см. табл. 4).

Предлагаемое устройство позволит увеличить выработку дёлебых продуктов на 2%.

;;; iv .-.-.--;-л--Т.а б л. и ц л i

;Т а блица 2 формула изобретени Устройство для автоматического управледия пиролизными печами, содержащее контуры регу лирования расходов сырья в печи, состоящие из датчиков расхода, регуляторов и регулирующих клапанов, контуры регулирования температуры продукта пиролиза н,а выходе из печей и контуры регулирования температуры продукта на выходе из закалочных аппаратов, состояидае из датчиков температуры, регуляторов и регулируюидах клапанов, датчик общего расхода сырья в печи, датчики расхода пара в печи и блок задания, отличающееся тем, что, с целью повЫшгния производитеп Ж)СтИ процесса пиролиза по целевым продуктам оно дополнительно а)держит блок вычитания, блок определения показателей проходимости закалочных аппаратов, блок прогнозирования и сумматор, при этом первый и второй входы блока вычитания подключены, соответственно к датчикам температуры продукта на выходе из печей и закалочных аппаратов, выход блока

Т а б л. и ц а 3

Таблица 4 вычитания соединен с первым входом блока прогнозирования, второй и третий входы которого подключень соответственно к датчикам расхода сырья « пара в печи, выход блока тфогнозирования соединен с первым входом блока определения показателей проходимости закалочных аппаратов, второй вход которого связан с выходом регуляторов температуры продукта на выходе из закалочных аппаратов, выход блока определения показателей проходамостн закалочных аппаратов параллельно пощслючен к входам блока задания и сумматора, выход которого соединен со вторым входом блока задания, третий вход которого подключен к датчику об1цего расхода сьфья в печи, а выход блока задания соединен со входами регуляторов расхода сырья в печи. Источники ин({юрмации, принятые, во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 385997, кп. С 10 6 9/20, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР N 338244, кл. В 01 J 3/00, 1970 (прототип).