Устройство для автоматического управления процессом пиролиза

(Щ М. Кл, С 10 С 9/20 С 05 Р 27/00 Госуаарстаенный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО .ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОИ ПИРОЛИЗА Изобретение относится к устройствам для автоматического управления группой пиролизных печей в производ,стве олефинов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.оИзвестно устройство для автоматического управления процессом пиролиэа в трубчатой печи, содержащее датчик и регулятор температуры пирогаза на выходе иэ змеевиков, регулятор расхода сырья и систему изменения величины эоны реакции 1) .Известно также устройство для автоматического управления процессом пиролиза, содержащее датчики и блок задания температуры пирогаэа на выходе из печи, подключенные к регулятору температуры, воздействующим на расход топлива в печь, датчик расхода сырья, блок задания и регу.лятор расхода пара в печь, усредни- тель 2)Недостатком известных устройств является то, что они при регулировании температуры продуктов пиролиэа не учитывают общее количество вырабатываемого пирогаза.Это снижает суммарную производительность производства по целевому продукту, поскольку узел компримирования пирогаэа имеет ограниченнуюмощность,Целью изобретения является псвышение производительности печей.Это достигается тем, что известное устройство, содержащее датчикии блок задания температуры пирогаэана выходе из печей, подключенные крегуляторам температуры, соединенными с клапанами подачи топлива в печь,снабжено датчиками давления и состава пирогаэа на входе в узел компримирования, датчиками давления на вхоф де в промежуточные ступени узла компримирования, блоком коррекции, усреднителем, блоком ограничения, блокомзадания давления на входе в узелкомпримирования, входы которого софф единены с датчиками давления и соста ва пирогаза на входе в узел компримирования, а выход через блок ограничения подключен к одному из входовблока задания температуры пирогаэа,ф два других входа которого связаны сдатчиком давления на входе в узелкомпримирования и через усреднитель -с датчиками температуры пирогаэа,причем блок ограничения соединен чеЗ реэ блок коррекции с датчиком давления на входе в промежуточные ступени узла компримирования. При этомдатчик состава пирогаза на входе вузел компримирования представляет собой датчик весовой концентрации метана,55 На чертеже представлена схема устройства для автоматического управления процессом пиролиза.Устройство включает системы стабилизации, температуры пирогаза на выходе иэ печей 1 пиролиза, состоящие иэ датчиков 2 температуры пирогаэа на выходе иэ печи, регуляторов 3 температуры и регулирующих клапанов 4 на линиях подачи топлива в пе ь. На входе узла 5 компримирования пирогаза установлены датчик 6 давления и датчик 7 состава пирогаза. Кроме того, в схеме имеются датчйки 8 давления пирогаза на входе в промежуточные ступени 9 узла 5 компри мирования. Устройство содержит также усреднитель 10 температуры, блок11 задания давления на входе в узел 5 компримирования и блок 12 задания температуры пирогаэа на выходе из 25 печей, блок 13 ограничения и блок 14 коррекции.Входы блока 11 задания давления соединены с датчиками давления и состава пирогаэа на входе в узел 5 30 компримирования, а выход его - со входом блока 13 ограничения, второй вход которого через блок 14 коррекции соединен с датчиком 8 давления пирогаза на входе в одну из промежуточных ступеней узла 5 компримирования. Выход блока 13 ограничения подключен к входу блока 12 задания температуры, два других входа. которого соединены с датчиком 7 давления пирогаэа на входе в узел компримированияй выходом усреднителя 10, входы которого связаны с датчиками 2 температуры, Выход блока 12 задания температуры связан с камерами заданий регулятора 3. 45Устройство работает следующим образом.В блоке 11 задания давления рассчитывается величийа давления на входе в узел 5 компримирования по Фор мулеР =Р+а(В -В), Ы где Рц - измеренная величина давления пирогаза на входе в узел компримирования, кГ/см;В - величина, определяемая составом получаемого пирогаэаВ - ее максимально-допустимое значение (ограничение на состав)В качестве показателя В может быть выбрана весовая концентрация метана впирогазе или отношение ее к сумме концентраций этилена, или пропйлена, или ка(ой-либо другой показа- гель, характерный для условий данного производства олефинов.65 В блоке 13 ограничения производится сравнение величины Рр, рассчитанной по формуле (1) с величиной максимально-допустимого давления Р" на входе в узел 5 компримйрования и определяется величина давления Рэ, кото рую необходимо стабилизировать на объекте иэ условийрРРмакс (2)3 Р Р) мокс, макс (3),31В блоке 12 задания температуры осуществляется расчет задания регулятором 3 температуры пирогаза на выходе из печей пиролнза по формулет -т сР -Р, (4) где ТР - среднее значение измерений температуры пирогаэа на печах пиролиза, рассчитываемое в усреднителе 10 температуры.1:1 где 1 - номер работающей печи.И- число работающих печей на производстве олефинов.Рассчитанное значение температуры пирогаза на выходе из печей Тэ выдается на установки регуляторов 3 локальных систем стабилизации температуры на каждой печи 2 (датчик 2, регулятор 3, клапан 4) и устанавливается ими на печах.Устройство срабатывает через определенные промежутки времени, необходимые для того, чтобы параметры процесса, измененные на предыдущем цикле, к моменту начала следующего цикла приняли установившиеся значения. Цикл выдачи заданий по давлению Рз и температуре выбирается несколько большим времени переходного процесса и в зависимости от типа пиролизной установки. может составлять от 1,0 до 2,0 ч для выдачи заданий по давлению РЗ (блок 11) и от 15 до 30 мин для вйдачи заданий по температуре Т 3 (блок 12) .Блок 14 коррекции осуществляет коррекцию максимально допустимой вемасличины давления Р на входе в узел 5 компримирования, если давление на входе в какую-либо промежуточную ступень компрессора Рц в процессе работы начинает превышать допустимую величину (т.е. лимитирующей является не первая ступень компрессора, а какая-либо другая). Максимально допустимая величина давления на входе в узел компримированйя определяется из условий Р = Р при Р 6 Р (7)5 О 15 30 35 45 50 55 60 65 где Р- значение максимально допустимой величины давления на входе в узел компримировакия, использованное на предыдущем цикле срабатывания устройства, кг/см;Р - максимально допустимая величина давления на входе в узел компримирования, кГ/см. Величина В а а а, Р в выражениях (1) в (8) выбирают в зависимости от конкретных особенностей производства олефинов. Например, для производства олефинон, включающих шесть двухпоточных печей пиролиза бензина, они имеют значенияВ в .допустимое содержание метана в пирогазе = 0,2 (доли ед); а =2,5; а =100," а =0,5; Р =0,5 кГ/см,В качестве велйчины В, определяемой составом пирогаза, принимается показатель, возрастающий с ростом температуры процесса, Т, (например содержание метана), и коэффициент а в выражении 11) положителен. Давление пирогаэа на входе в узел компримирования определяется суммарным объемным расходом его после печей пиролиза. Производство олефинов имеет максимальную производительность в том случае, когда объем пирогаза, поступающего на узел компримирования, а, следовательно, и его давление на входе в этот узел, имеют мак. симально допустимое значение.В устройстве используется характерная зависимость пиролиза углеводородон в трубчатых печах - понижение плотности пирогаэа (и, соответствечно, увеличение его объемного расхода), при повышении температуры процесса.При уменьшении давления пирогаэа на входе в узел компримиронания ниже Р = Р" вследствие снижения объем 3ноГо расхода пирогаза, например, при изменении состава сырья, блок 12 увеличивает задание регуляторам температуры Т, которые, соответственно, повышают, температуру процесса на печах, При повышении температурыбудет, повышен объемный расход пирогаза и его давление на нходе н узел компримирования. Повышение давления Р будет происходить до того момента, пока оно не станет равно заданному давлению Р . После этого повышение температурй Т прекращается, При увеличении давления пирогаэа на входе вМСФКС узел компримирования выше Р= Р устройство аналогичным образом снизит его путем уменьшения температуры на печах. Таким образом достигается стабилизация давления пирогаза (а, соотнетстненно, и его объемного расхода) на нходе н узел компримирования на максимально допустимом значении.При пониженном расходе сырья на пиролизные печи возможна ситуация,когда данление Рр, рассчитанное вблоке 11 по формуле (1), окажетсяменьше максимально допустимого,рассчитанного по формуле (2). Тогдаустройство осущестнляет, стабилизациюдавления пирогаэа на входе в узелкомпримирования на значении, равномР =Рр.3бВ случае, если лимитирующей производительностью узла компримиронания оказывается не первая ступенькомпрессора, а какая-либо другая максимально допустимая величина давления на входе н узел компримированияуменьшается блоком 14 (формулы 6-8),Использование предлагаемого устройства позволяет стабилизироватьобъемный расход Пирогаза на максимально допустимом значении, что обеспечивает максимальную производительность в работе установки,Формула изобретения1. Устройство для автоматическогоуправления процессом пиролиза н установке, включающей печи и узел компримирования с промежуточными ступенями, содержащее датчики и блок задания температуры пирогаэа на выходеиэ печей, подключенные к регуляторамтемпературы, соединенными с клапанами подачи топлива в печь, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения производительности печей,оно снабжено датчиками давления исостава пирогаза на входе в узел компримирования, датчиками давления навходе в промежуточные ступени узлакомпримирования, блоком коррекции,усреднителем, блоком ограничения,блоком задания давления на входе нузел компримирования, входы которогосоединены с датчиками давления исостава пирогаэа на входе в узелкомпримирования,. а выход через блокограничения подключен к одному извходов блока задания температуры пирогаза, дна других входа которогосвязаны с датчиком давления на входев узел компримирования и через усреднитель - с датчиками температуры пирогаэа, причем блок ограничения соединен через блок коррекции с датчиком давления на входе в промежуточныестудени узла компримирования.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик состава пирогаэа на входе в узел компримирования представляет собой датчик весовой концентрации метана.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9338244, кл. В 01 1 3/00, 1972,2. Заявка 92142932/26, по которойпринято положительное решение о выдаче авторского свидетельства,кл, С 10 С 9/20, 1975,653287 Составитель Г.ОгаджановТехредл, Алферова КорректорЕ.Дичинска А.Морозова одписное илиал ППП Патент, г.ужг ул.Проектная Редакторвав т в ФЗаказ 12 б/21ЦНИИПИ Госпо делам035, Москва,Тираж 60 арственного зобретений