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

датчиком расхода этилена и блоком умножения, входы которого подключены к датчикам расхода этана и состава пирогаза после этановой печи.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства.

Устройство для автоматического управления пиролизными печами в производстве этилена, включающем в себя узел пиролиза 1, состоящий из печей 2 бензиновых и 3 этановых, и газоразделения 4, содержит последовательно соединенные датчики 5 температуры продуктов на выходе из печей, регуляторы 6 и регулирующие клапаны 7 на линиях подачи топлива, датчики 8 расходов сырья, 9 этилена и 10 этана после газоразделения на пиролиз, датчик 11 состава пирогаза после этановой печи, регулятор 12 расхода сырья, блоки 13 деления, 14 умножения и 15 вычитания, блоки 16 и 17 управления температурами продуктов после бензиновых и этановой печей подключены к камерам заданий соответствующих регуляторов 6 температуры, а выход блока 18 управления расходом сырья - к камере задания регулятора 12. Входы блоков управления температурами после бензиновых и этановой печей подсоединены соответственно к датчикам 9 и 10 расходов этилена и этана, а вход блока управления расходом сырья - к выходу блока 13 деления. Входы блока деления соединены с датчиком 8 расхода сырья и блоком 15 вычитания, входы которого в свою очередь связаны с датчиком 9 расхода этилена и выходом блока 14 умножения. Ко входам последнего подсоединены датчики 11 состава пирогаза и после этановой печи и 10 расхода этана на пиролиз.

Работа устройства основана на том, что при пиролизе бензина, режим пиролиза на производстве этилена нужно поддерживать таким образом, чтобы выполнялась заданная производительность установки по этилену (основному товарному продукту) и при этом получалось максимальное количество побочных товарных продуктов (пропилена, бутиленов). Такой режим будет установлен на объекте, если стабилизировать заданный общий расход этилена с установки газоразделения, и оптимальное значение (определяемое экспериментально) выхода этилена на пропущенное сырье.

Работает устройство следующим образом.

Контуры стабилизации температуры, состоящие из датчиков 5, регуляторов 6 и регулирующих клапанов 7, осуществляют стабилизацию температуры продуктов пиролиза на выходе из печей на заданном значении, а регулятор 12 расхода сырья осуществляет стабилизацию на заданном значении расхода бензина, поступающего на пиролиз. Блок управления температурой

после этановых печей устанавливает задание регуляторам этой температуры в зависимости от расхода этана, поступающего на пиролиз, измеряемого датчиком расхода 10:

TT a + b(F,-c),

тЗад

где /э -задание регуляторам температуры после этановой печи, 0°С;

РЭ - расход этана на пиролиз,

KF/час;

а,Ьис - параметры, определяемое экспериментально. Например для 5однопоточной печи пиролиза

этана, производительностью 3000 кг/ч этана: Ь 01; с 3000; а 790.

0 Блоки 16 управления температурами продуктов после бензиновых печей и 18 расходом сырья в простейщем случае могут представлять собой ПИ-регуляторы. Первый из них осуществляет стабилизацию на заданном значении суммарного расхода этилена FI с установки путем изменения уставок рад соответствующим регуляторам температуры, а второй - стабилизацию на заданном оптимальном значении выхода этилена на пропущенный бензин путем изменения задания регулятору расхода сырья . Текущая величина выхода этилена на пропущенный бензин рассчитывается в блоке 13 деления:

л

F и FI-сортветс;твенно расход. б,ензи,на да пиролиз и выраб отка

этилена бензиновыми печами,

определяемая в блоке вцчитания 15 как разность:

р Р -ГгВеличина выработки этилена этановой печью FI, рассчитывается в блоке умножения 14 по формуле:

Fl oi.F,.Ci,

где С1 - весовая концентрация этилена в пирогазе после этановых печей, доли ед.;

а - поправочныйкоэффициент

,98.

Таким образом, с помощью устройства осуществляется стабилизация расхода этилена с установки на заданном значении и поддерживается оптимальный выход на пропущенный бензин. В результате повышаются выходы товарных продуктов (пропилена и бутиленов) и эффективность переработки бензина.

Пример. При управлении пиролизными печами с помощью известного устройства на 5-ти двухпоточных бензиновых печах и 1-ой этановой печи производства олефинов ЭП-60 на п/о «Полимер г. Повополоцк БССР были установлены такие параметры (см. табл. 1).

Таблица 1

кг/час I кг/час

°С

шт.

Суммарный расход бензииа на пиролиз был равен 38000 кг/час, расход на пиролиз - 2500 кг/час, текущий выход этилена с продуктовой колоииы - 8220 кг/час, выход этилена на пропущенный бензин л 0,214, текущие выходы пропилена и бутиленов с отделения газоразделення составили соответственно 4380 кг/час и 3100 кг/час.

Опытная эксплуатация, проведенная в IV квартале 1978 года на п/о «Полимир, г. Новополоцк БССР, показала, что при управлении процессом пиролиза с помощью изобретения параметры пиролизных печей будут иметь значения (см. табл. 2).

Таблица 2

кг/час I кг/час

Текущий выход этилена с колонны остался прежний равный 8220 кг/час, но выход этилена на пропущенное сырье уменьщился до ,2, при этом текущие выходы пропилена и бутиленов с отделения газоразделения значительно возросли и стали равными соответственно 4800 кг/час и 3400 кг/час.

Таким образом, экономический эффект от внедрения изобретения при работе этиленовой установки 8000 часов в году составит:

Э : f4800 - 4380 JiL.o,l4Pyi + V,часчас /кг

+ /3400-1 - SIOO- VO.OSH Vчасчас /кг

40500 - 38000 . 0,025 BZi X Vчасчас)кг

8000 час - 20000 руб 142000 руб.

где 0,14 Р51 ; 0,08 РУ и 0,025 сокгкгкг

ответственно цена 1 кг пропилена, бутиленов и бензина;

20000 руб. - затраты на внедрение изобретения.

Внедрение изобретения намечено провести в IV квартале 1979 года на п/о «Полимир, г. Новополоцк, БССР.

Изобретение реализуется на базе устройств вычислительной техники и пневмоавтоматики системы «СТАРТ.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления пиролизными печами в производстве этилена, содержащее последовательно соединенные датчики температуры продуктов

на выходе из печей, регуляторы и регулирующие клапаны на линиях подачи топлива, датчики расхода сырья, этилена и этана после газоразделения на пиролиз, датчик состава пирогаза после этановой печи,

регулятор расхода сырья и блоки деления, умножения и вычитания, отличающеес я тем, что, с целью повышения производительности печей, оно дополнительно содержит блоки управления температурой

продуктов после бензиновых и этановых печей и расходом сырья на бензиновые печи, при этом выходы указанных блоков подключены к камерам задания соответствующих регуляторов, а входы - соответственно к датчикам расходов этилена и этана и к выходу блока деления, входы которого соединены с датчиками расхода сырья и с выходом блока вычитания, связанного своими входами с датчиком расхода этилена и

блоком умножения, входы которого подключены к датчикам расхода этана и состава пирогаза после этановой печи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 385997, кл. С 10G 9/20, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 338244, кл. С 10G 9/20, 1972.