Устройство для автоматического управления пиролизными печами

 

О П И С А Н И Е iii,768862

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.03.79 (21) 2736207/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 10G 9/20

G 05D 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 66.012-52 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.10,80 (72) Авторы изобретения Ю. В. Родных, М. P. Тучинский, А. Д. Бирюков, В. А. Ивченко, Б. М. Скляров и В. А. Курицын (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТО

ПИРОЛИЗНЬ

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления пиролизными печами в производстве этилена, включающем в себя узлы пиролиза бензина, этака и газоразделения, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза, включающее в себя оптимизатор, датчики расходов водяного пара в змеевик и воды на закалку пирогаза, измеритель относительного веса компонентов, регулятор подачи топлива и блоки суммирования и умножения (1).

Известно также устройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой печи с радиантной секцией, содержащее датчики и регуляторы температуры продуктов пиролиза на выходе из печей и расхода сырья в печь, регулирующие клапаны, а также систему изменения величины зоны реакции, состоящую из отсекающих клапанов, установленных на линиях подачи топлива в отдельные ряды горелок, и узлы управления клапанами, связанного с регулятором расхода сырья (2).

Недостатком известных устройств является то, что они осуществляют управление процессом в индивидуальной печи незавиМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

IM И П ЕЧАМИ т

2 « симо от режима на других печах и суммарной выработки товарных продуктов. Это приводит к снижению производительности установки.

5 Целью изобретения является повышение суммарной производительности установки.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для автоматического управления пиролизными печами в произ10 водстве олефинов, включающем в себя узлы пиролиза и газоразделения, содержащее последовательно соединенные датчики температуры продуктов на выходе из печей, регуляторы и регулирующие клапаны на

15 линиях подачи топлива, датчики расхода сырья, этилена и этапа после газоразделения на пиролиз, датчик состава пирогаза после этановой печи, регулятор расхода сырья и блоки деления, умножения и вычи20 тания, дополнительно содержит блоки управления температурой продуктов после бензиновых и этановых печей и расходом сырья на бензиновые печи, при этом выходы указанных блоков подключены к каме25 рам задания соответствующих регуляторов, а входы — соответственно к датчикам расходов этилена и этана и к выходу блока деления, входы которого соединены с датчиком расхода сырья и с выходом блока

3р вычитания, связанного своими входами с

768802 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 газо разделения 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 расхо5 да 10:

Т," = а + b (F, — с), где Т, " — задание регуляторам температуры после этановой печи, OC.

F„— расход этана на пиролиз, кг/час; а, b и с — параметры, определяемые экспериментально. Например для однопоточной печи пиролиза этана, производительностью

3000 кг/ч этана: b =01; с=3000; a=790.

15

Рг и=

I где F и F> — соответственно расход бензина на пиролиз и выработка этилена бензиновыми печами, определяемая в блоке вычитания 15 как разность:

F> — F, — F1

Величина выработки этилена этановой э печью Fi, рассчитывается в блоке умножения 14 по формуле:

Я = а.F, С г где С г — весовая концентрация этилена в пирогазе после этановых печей, доли ед.; а — поправочный коэффициент а=0,98, 55

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 пе55 реработки бензина.

20 Блоки 16 управления температурами продуктов после бензиновых печей и 18 расходом сырья в простейшем случае могут представлять собой ПИ-регуляторы. Первый из них осуществляет стабилизацию на задан25 ном значении суммарного расхода этилена

F с установки путем изменения уставок

Т" соответствующим регуляторам температуры, а второй — стабилизацию на заданном оптимальном значении выхода эти30 лена на пропущенный бензин изад= иопт путем изменения задания регулятору расхода сырья F» . Текущая величина выхода этилена на пропущенный бензин рассчитывается в блоке 13 деления:

768802

Таблица 1

Температура пирогаза на выходе из печи

Количество 10 рядов работающих горелок

PJú) ъ печей

Расход пара на поток печи

Расход сырья на поток печи пп. кг/час

15 кг/час

I oc

2500

750

820

4

4 20

Температура пирогаза на выходе из печи

Количество рядов работающих горелок

Расход сырья на поток печи

Расход пара на поток печи

QоQo печей пп.

ОС кг/час кг/час шт, 2025

840

825

2800

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

Суммарный расход бензина на пиролиз 25 был равен 38000 кг/час, расход на пиролиз — 2500 кг/час, текущий выход этилена с продуктовой колонны — 8220 кг/час, выход этилена на пропущенный бензин

n=0214, текущие выходы пропилена и бу- 30 тиленов с отделения газоразделения составили соответственно 4380 кг/час и

3100 кг/час.

Опытная эксплуатация, проведенная в

IV квартале 1978 года на п/о «Полимир», 35 г. Новополоцк БССР, показала, что при управлении процессом пиролиза с помощью изобретения параметры пиролизных печей будут иметь значения (см. табл. 2).

Таблица 2

Текущий выход этилена с колонны остался прежний равный 8220 кг/час, но выход этилена на пропущенное сырье уменьшился до n=0,2, 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 = 4800 — — 4380 — . 0,14 + час час/ кг

+ 3400 — — 3100 — ) 0,08РУ час час/ кг — 40500 — — 38000 кг ).0,025 руб )< час час j кг

8000 час — 20000 руб = 142000 руб. где 0,14; 0,08РУ и 0,025 РУ сокг кг кг 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, отличающеесяя 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.

768802

Составитель В. Курицын

Техред О, Павлова

Редактор Т. Глазова

Корректор Л. Орлова

Заказ 2405/5 Изд. № 528 Тираж 545 Подписное

НПО <Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2