Устройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой печи

"(пГ 56481 Союз Советских Социалистицеских Республик(22) 3 51) М. Кл.- С 10 С 9/20б 05 Е) 27/00 влено 09,06,75 (21) 2143069,/2рисоединением заявкиоритет с 1 асударствеииый комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 23) П Опубликовано 30,04.77. Бюллетень16Дата опубликования описания 07.07.77 53) УДК 66.012-5 088.8)(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПИРОЛИЗА В ТРУБЧАТОЙ ПЕЧИес- рама устроиства.оцесса (этилеовышается присмеси в зоне ературы реакимеется оптиоцесса на вывремени претенки реактоИзобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом пиролиза углеводородов в трубчатых пиролизных печах с радиантной и конвективной камерами и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности,Известно устройство для автоматического управления процессом пиролиза 11, содержащее регуляторы температуры продуктов пиролиза и расхода сырья и систему изменения величины зоны реакции.Другое устройство для автоматического управления процессом пиролиза .2 содержит систему оптимального регулирования подачи топливного газа в .печь в зависимости от выхода компонентов пирогаза.Известен также способ автоматического регулирования процесса пиролиза в трубчатой печи,3), реализуемый устройством, содержащим датчик расхода сырья, один выход которого связан через блок задания расхода пара с регулятором расхода пара, а другой выход соединен через блок задания температуры с регулятором теМпературы продуктов пиролиза на выходе из печи, датчик температуры продуктов пиролиза, соединенный с регулятором температуры и датчик расхода лара, соединенный с регулятором расхода пара.Недостатком известных устройств является то, что они не обеспечивают взаимосвязанное регулирование температуры продуктов пиролиза и расхода пара в печь, что приводит к снижению производительности печи.Цель изобретения - повышение производи тельности печи.Это достигастся тем, что устройство содержит датчик давления топлива на входе в горелки, связанный с блоком задания расхода пара, датчик расхода пара соединен также с 0 блоком задания температуры, а выходы регуляторов расхода пара и температуры подключены соответственно к регулирующим клапанам на линиях подачи пара на вход конвективной и радиантной секций трубчатой 5 печи.Характер взаимосвязи параметров процса, который используется в устройстве, г фически представлен на фиг.,1 - 5. На фиг. 6 представлена схеБыход целевых продуктов прна, пропилена и бутиленов) пснижении времени пребыванияреакции т и повышения темпции Т (фиг. 1). Для каждого тмальная температура Т.Для заданной температуры пходе из печи Т при уменьшенибывания растет температура30 ра Т, (фиг. 2).(2) 45 50 55 60 65 Еп(0) =а Р,При сохранении постоянной температуры пирогаза Т на выходе из печи температура стенки реактора Т, растет при увеличении подачи топлива в печь Р, и снижении времени п)ребывания смеси в зоне реакции (фиг. 3).Для применяемой конструкции печи расход топлива Р, повышается при повышении его давления Р на входе горелки. Максимальный расход топлива Р достигается при макСИМаЛЬНОй ВЕЛИЧИНЕ ДаВЛЕНИЯ Рмакс (фИГ, 4).Время пребывания реакционной смеси в зоне реакции т уменьшается при увеличении расхода сырья Р и пара Рк в змеевик (фиг.5).Устройство включает в себя систему стабилизации температуры стенки змеевика 1 радиантной камеры 2 печи. Система стабилизации состоит из датчика температуры 3 стенки змеевика 1, регулятора 4 и регулирующего клапана 5 на линии подачи топлива в горелки печи. Устройство содержит также регулятор расхода пара 6 и регуляторы,температуры продуктов пиролиза 7 на выходе из печи. Датчик расхода пара 8 связан со входами регулятора 6 и блока задания температуры 9; датчик давления топлива,10 на входе в горелки печи подключен на вход блока задания расхода пара 11, а датчик температуры продуктов пиролиза 12 - на вход регулятора 7. Датчик расхода сырья 13,соединен со входами двух блоков заданий 9 и 11. Выход регулятора расхода пара 6 связан с регулирующим клапаном 14, установленным на линии подачи пара на вход конвективной камеры 15 печи, а выход регулятора темПературы 7 - с регулирующим клапаном 16 на линии подачи пара на вход радиантной камеры 2 печи.Работает устройство следующим образом.Регулятору температуры 4 устанавливается задание, соответствующее максимально допустимому значению температуры стенки змеевика, которое он стабилизует на печи. При этом устанавлИвается какая-то начальная величина давления топлива на входе в горелки. В блоке задания 11 по значению этого давления и значению расхода сырья Г рассчитывается величина уставки регулятора расхода пара 6 Рп по формулеРп=Рп(0) +Ь(Рмакс Р) (1)где Рп(0) - измеренное значение расхода пара в змеевик (в момент измерения значения давления Р);Рмк, - максимально допустимая величина давления топлива на входе в горелки;б - коэффициент.В момент включения системы в работу величина Рп (О) рассчитывается и уста н авливается равной: где а - коэффициент.Найденное значение расхода пара устанавливается на объекте. Одновременно регуля 10 15 20 25 30 35 40 тор 7 устанавливает значение температуры продуктов пиролиза на выходе из печи Т, равным рассчитанному в блоке задания 9 по формулеТ=с+аТ+1 Рп где с, а и 1 - параметры, определяемые экспериментально.При изменении Рп и Т на объекте изменяечся давление Р (с увеличением Рп и Т давление Р растет), так как изменяется количество тепла, а соответственно и количество топлива, необходимое для нагрева температуры стенки змеевика 1 до заданного значения. После ста 1 билизации режима на объекте расчет уставок Рп и Т в блоках,9 и 11 повторяется для нового значения давления топлива, и они,снова устанавливаются на печи. Такое изменение происходит до того моментапока значение давления Р не станет равным максимально допустимому Рмккс Это соответствует оптимальным тепловым условиям пиролиза, когда время контакта минимально, а температурный профиль реакционной смеси по длине радиантной секции змеевика имеет наибольшую крутизну.При повышении давления Р выше допусти- МОГО Рмакс УСТРОйСтВО СНИЗИТ РаСХОД ПаРа В змеевик печи, в результате чего оно снова понизится.В случае, если печь пиролиза работает на очень низких нагрузках (40 - 60% от номинальных), необходимо изменить (уменьшить) значение максимально допустимого давления Рмакс В блоке 11 или .уменьшить расходы топлива в горелки, обогревающие начало радиантной секции змеевика.Таким образом, при работе лредлатаемото устройства обеспечивается оптимальный тепловой режим пиролиза, а соответственно и максимальная производительность печи по целевому продукту. Формула изобретенияУстройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой печи с радиантной и конвективной камерами, содержащее датчик расхода сырья, один выход ко; торого связан через блок задания расхода пара с регулятором расхода пара, а другой выход соединен через блок задания температуры с регулятором температуры продуктов пиролиза на выходе из,печи, датчик температуры продуктов пиролиза, соединенный с регулятором температуры, и датчик расхода пара, соединенный с регулятором расхода пара, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности печи, оно содержит датчик давления топлива на входе в горелки, связанный с блоком задания расхода пара, датчик расхода пара, соединенный с блоком задания температуры, а выходы регуляторов расхода пара и температуры подключены соответственно к регулирующим клапа556481 нам на линиях подачи пара на вход конвективной и радиантной секций трубчатой печи.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: б1. Авт. св.338244, .кл. В 011 3/00, 1972.2. Авт. св., 385997, кл, С 106 9/20, 1973.3. Авт, св.175041, кл. В 015 3/00, 1963 (прототип) .556481 Составитель Г. Огаджанов Техред 3. Тарасова Корректор Т, Добровольская Редактор И. Астафьева Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 1546/21 Изд.422 Тираж 725 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5