Способ автоматического управления процессом получения олефинов Советский патент 1982 года по МПК C10G9/20 G05D27/00 

Изобретение относится к способам автоматического управления технологическими аппаратами в производстве олефинов и может быть-использовано при получении этилена, пропилена, бутиленов и других олефинов в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ автоматического управления работой многопоточной пиролизной печи, служащей для переработки углеводородного сырья с последующей закалкой продуктов пиролиза в аппаратах закалочно-испарительной системы, основанный на распределении расхода сырья в печи в зависимости от их закоксованности, характеризуемой соотношением давления на входах в отдельные печи и давлением перед всеми печами { l Недостатком известного способа является то, что не учитываются режимы работы аппаратов закалочно-испарительной системы, в которых, как показывает опыт эксплуатации, в наибольшей степени отлагается кокс, .являющийся одним из продуктов термического разложения углеводородов.

В случае применения щелочных солей для снижения коксообразования

это приводит к увеличению содержания углекислого газа в пирогазе и соответственно к увеличению расхода едкого натра в колонну щелочной очистки пИрогаза.

Известен также способ автоматического управления процессом получения олефинов в производстве, включающем в себя печи пиролиза, закалочно-испарительные аппараты и щелочные колонны, заключающийсй в распределении расхода сырья между печами в зависимости от закоксованности закалочноиспарительЕПЛх аппаратов, регулировании расхода щелочных солей в печи и едкого натра на подпитку щелочной колонны | 2}.

Недостатком известного способа является то, что не предусматривается

20 автоматическая подача щелочных солей в печи в зависимости от закоксованности их змеевиков и закалочно-испарительных аппаратов и не регулируется общий расход щелочных солей в печи в зависимости от режима работы узла щелочной очистки. Все это ведет к тому, что режимы работы пиролизных печей отличаются от оптимальных и увеличивается расход щелочи на очистку пирогаза, в результате чего себестоимость выпуска целевых продуктов увеличивается. Цель изобретения - снижение удель ного расхода щелочных солей и едкого натра. Поставленная цель достигается тем что общий расход щелочных солей в печи определяют в зависимости от содержания углекислого газа в пирогазе и распределяют между печами прямо пропорционально закоксованности печей и закалочно-испарительных аппара тов, а расход едкого натра регулируют в зависимости от соотношения содержания углекислого газа и сероводорода в пирогазе. На чертеже представлена схема pea лизации предлагаемого способа. На чертеже схематично изобргикена группа параллельно работающих пиролизных печей 1 и закалочно-испарительных аппаратов 2 и узел щелочной очистки,состоящий из щелочной -колонны 3. Расход сырья в печи измеряется датчиками 4, давление сырья на входе в печи измеряется датчиками 5. Расход щелочных солей в печи измеряют датчиками б и регулируют регуляторами 7 и регулирующими клапанами 8 Температуру пирогаза на выходе закалочно-испарительных аппаратов измеря ют датчиками 9, концентрации углекис лого газа и сероводорода в пирогазе измеряют соответственно датчиками 10 и 11. Расход щелочи на подпитку щело ной колонны измеряют датчиком 12 и регулируют с помощью регулятора 13 и регулирующего клапана 14. Информация от датчиков 4, 6, 10-12 поступает на входы блока 16 управления, IB котором определяется общий расход ;щелочных солей на пиролизе и задание регулятору расхода едкого натра в ще лочную колонну. Информация от датчиков 4-6 и 9 и блока 15 управления поступает на входы блока 16 распределения, выходы которого связаны с камерами задания регуляторов 7 расхода щелочных солей в печи.

Способ реализуется следующим образом.

В блоке 16 распределения вначале определяется закоксованность для каждой печи системы печь-закгшочно-испарительный аппарат:

УдГ

О)

гд - закоксованность печи,% J

-V-e;:r f€ ;r A

.i WCIX .

VMOX

Затем на основании заданного опТимального массового выхода углекислого газа рассчитывается необходимый расход щелочных солей:

.ULC

KlA

MK. fft гад -mih coa

де c

измеряемое датчиком 10 знаCOiчение концентрации углекислого газа в пирогазе, мае.%;

,ЩО

минимально возможный расVninход щелочных солей на пиролиз , определяемый экспериментально для конкретного производства,кг/ч. Д - закоксованность закалочно-испатрительного аппарата ; V..no./ ) /- VYlOX l1H j - закоксованность системы печь - ЗИЛ, %; расход сырья в печь,- измеряемый датчиками 4, кг щс , - расход щелочных солей, из меряемый датчиками б , кг - давление на входе в печь. измеряемое датчиками температура на выходе закалочно-испарительного аппарата j -ой печи, С, «к максимально допустимое значение температуры на де ЗИЛ, с; - минимально допустимое значение закоксованности ч . кгс7см ем блок 16 распределения распет между пиролизными печами емое блоком 15 значение расхоочных солей в печи: pUJ-c щс 5РасзаА - рассчитанное значение Р расхода щелочных солей в пиролизную печь, кг/ч; - количество пиролизных печей, шт. данное значение расхода щелочолей на пиролизе определяется ке 15, для чего вначале опредея массовый выход углекислого ЧiiгД )C: « К - коэффициент, определяемы экспериментально в пределах 10 -1. Оптимальное значение массового в хода углекислого газа В о определяется в зависимости от режима работы узла щелочной очистки, а также из соображений экономического характера, так как применение щелочных солей ведет, с одной стороны, к увели чению пробега печей из-за уменьшени их эакоксовывания, а с другой - к увеличению содержания СО в пирогаз в 5-8 раз, в результате чего резко увеличивается расход едкого натра на щелочную очистку. С увеличением мощности производства олефинов расход едкого натра на щелочную очистку приобретает в экономике производ ва все большее значение. В блоке 15 определяется также.за дание регулятору расхода едкого нат ра на подпитку щелочной колонки . ЗДА Кн где В - массовый выход сероводор 1 да в пирогазе, кг/ч ,, . ();ш где С - измеренное датчиком 11 Hi значение концентрации се роводорода в пирогазе, мае.%; - коэффициент, зависящий от соотношения О, К 0,45, если Если В и-а О К 0,9. Таким образом, коэффициент К находится в пределах 0,45 - 0,9 и зависит от соотношения содержания г COi в пирогазе. Таким образом, предлагаемый способ управления процессом получения пирогаза позйоляет оптимизировать подачу щелочных аолей в печи едкого натра на щелочную очистку. Пример. При известном способе автоматического управления пиролизными печами на производстве ЭП-250 при пиролизе прямогонного бензина были получены результаты, приведенные в таблице. В таблице приведены также результаты экспериментальной проверки предлагаемого способа. Таким образом, результаты экспериментальной проверки предлагаемого способа :показали, что внедрение его в промьвиленность позволит резко сократить расход щелочи и щелочных солей на производство олефинов. При этом целевых продуктов остается неизменным, пробег печей также не уменьшается. Кроме того, предла- . гаемый способ позволяет стабилизировать работу щелочной колонны на заданном режиме.

Показатели

Расход бензина на установку, кг/ч

Расход щелочных солей в печи

Расход щелочных солей на каждую печь

Среднее время пробега печи, ч

Содержание СО в пирогазе,

мас.%

(

Содержание Н S в пирогазе, мас.%

Расход щелочи на очистку, кг/ч

Примечание

Количество

Известный способ

120000 180

1340 0,6 О,08 1500

Количество

Показатели

Предлагаемый способ

на установку, 120000

х солей в 155

х солей по

26 20 24 22

18 11 19 15

пробега,

1340

в пирогаэе,

0,2 0,08

в пирогазе,

на очистку,

785 40

чи, руб/кг

Заданное оптимальное значение выхода углекислого

240 газа, кг/ч

Формула изобретения

Способ, автоматического управлени процессом получения олефинов в производстве, включающем в себя печи п41ролиза, закалочно-испарительные аппараты и щелочные колонны, заключающийся в распределении расхода сырья между печами в зависимости от закоксованности закалочно-испарителных аппаратов, регулирования расхода щелочных солей в печи и едкого натра на подпитку щелочной колонны, отличающийся тем, что, (С целью снижения удельного расхода щелочных солей и едкого натра, обПродолжение таблнпы Примечание

Расход щелочных солей распределяется между в зависимости от закоксованности, определяемой- по формулам (1), (2) и (3)

щий расход щелочных солей в печи

определяют в зависимости от содержания углекислого газа в пирогазе и распределяют между печами прямо пропорционально закоксованности (печей и закалочно-испарительных аппаратов, а расход едкого натра регулируют в зависимости от соотношения содержания углекислого газа и сероводорода в пирогазе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 446537, кл, С 10 G 9/20, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 5 № 747881, кл, С 10 G 9/20, 1978.