Устройство для автоматического управления трубчатой пиролизной печью

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическикРеспублик в 253889. па делам изобретений и еткрнтий.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРУБЧАТОЙ ПИРОЛИЗНОЙ ПЕЧЬЮ Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатых печах олефиновых производств и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленнос ти.Известен ряд устройств для автоматического управления пиролизными печами,Устройство для автоматического управления процессом пиролиза в трубчатой пе 10 чи с радиантной секцией содержит регуляторы температуры продуктов пиролиэа и расхода сырья, а также систему изменения величины зоны реакпии. 15Система состоит из отсекающих клапанов на линиях подачи топлива и узла управления ими1,Устройство для автоматического управления процессом пиролиза содержит систему оптимального регулирования подачи топливного газа в печь, включающую в себя датчик и регулятор температуры продуктов пиролиза 21 . 2Устройство содержит датчик расходаводяного пара в змеевик печи и воды назакалку пирогаза. Устройство осуществляет оптимальное регулирование подачи топлива в горелки печи в зависимости от относительного выхода компонентов,Общим недостатком известных устройствявляется то, что их применение не обеспечивает поддержание оптимального температурного режима процесса по длине реакционной части пирозмеевика с учетом факторажесткости процесса, который является интегральной оценкой актов химических превращений. Кроме того, при управлении с использованием известных устройств не учитывается температура. потока на входе реакционного змеевика. Указанные недостатски снижают производительность печи поцелевому продукту,Цель изобретения является повышениепроизводительности печи за счет улучшения качества регулирования.Поставлейная цель достигается тем,что известное устройство, содержащее датчик температуры потока в начале реакци-,онного змеевика, датчики и регуляторырасхода пара в пароперегреватель и температуры потоков на выходах из реакционного змеевика и пароперегревателя, блок5определения фактора жесткости процесса,блок расчета максимально допустимой температуры, дополнительно снабжено блокомзадания температуры потока на выходеиз подогревателя сырья, входы которогосвязаны с датчиками температуры на выходе из подогревателя и расхода пара впароперегреватель, а выход -,с камеройзадания.регулятора температуры на выходе подогревателя сырья, при этом блок15определения фактора жесткости связан сдатчиками расхода сырья и пара в печь,а также температуры потока на входе ивыходе реакционного змеевика, а блокрасчета максимально допустимой температуры входами связан с датчиками расходасырья и пара в печь, а также температуры на входе реакционного змеевика, а выходами - с. регулятором температуры навыходе реакционного змеевика,Схема устройства представлена на чертеже,Устройство включает в себя блок 1 определения фактора жесткости процесса,входы которого связаны с датчиками 2-соответственно температуры потока на выходе змеевика, температуры потока в начале реакционного змеевика, расхода парав пароперегреватель и расхода бензина в подогреватель сырья, а выход - с камерой35задания регулятора 6 расхода пара в пароперегреватель, Входы блока 7 расчетамаксимально допустимой температуры потока на выходе из реакционного змеевикаподключены к датчику 3 температуры по 4 Отока в начале реакционной зоны, датчику4 расхода. пара в пароперегреватель идатчику 5 расхода бензина в подогреватель сырья, выход - к камере задания регулятора 8 температуры потока на выходе из реакционного змеевика. Вход регулятора 8 соединен с датчиком 2 температуры, а выход - с клапаном 9,установленным на линии передачи топливного газав обогревающие горелки. Вход регулятора;3010 температуры пара на выходе наропере-гревателя связан с датчиком 11 температуры пара на выходе пароперегревателя,а выход - с регулирующим клапаном 12,установленным на линии подачи хладаген55та, например воды, в пароперегреватель.Входы блока 13 задания температурысырья на выходе подогревателя сырья связаны с датчиком 14 температуры сырьягдето,условная температура начала пиролиза (650 С);измеренный расход пара в пароперегреватель;максимально допустимый расход пара в пароперегреватель; коэффициент, подбираемый экс- периментально(Е. 0,01 - 0,04 гР д ч ) Заданная температура поддерживается в контуре (датчик 14 температуры сырья на выходе подогревателя сырья, регулятор 15 температуры сырья на выходе подогревателя сырья, регулирующий клапан 16),БлаГ 1 определения кеГткости устанавл иваетт задание для регулятора 6 расхода пара в пароперегреватель, рассчитанное по . формулв: 89 фна выходе подогревателя сырья и датчиком 4 расхода сырья, а выход подключен к камере задания регулятора 15 температуры сырья на выходе подогревателя сырья. Вход регулятора 15 связан с датчиком 14 температуры, а выход - с клапаном 16 установленным на линии подачи воды в подогреватель сырья. Вход регулятора расхода пара в пароперегреватель подключен к датчику 4 расхода пара, а выход - к регулирующему клапану 17, установленному на линии подачи пара в пароперегреватель.Устройство работает следующим образом.На регуляторе 10 устанавливается задание, определяющее температуру пара на выходе пароперегревателя, которая поддерживается в контуре регулирования (датчик 11 температуры нара, регулятор 10, регулирующий клапан 12)Блок 13 задания температуры сырья на выходе подогревателя сырья устанавливает задание для регулятора 15 температуры сырья на выходе подогревателя сы.рья,рассчитанное по следующему закону:К,= 1,О - 1,З.35 Полученное значение является значением для регулятора 8 температуры потока на выходе из реакционного змеевика.Таким образом, устройство обеспечивает ведение процесса при постоянной жесткости и максимально допустимой температуре потока на выходе из реакционного змеевика, что согласно современным представлениям о химико-кинетическом механизме пиролиза обеспечивает высокую производительность печи.Промышленные испытания устройства двухпоточной печи пиролиза бензина показали результаты, приведенные в таблице,6,2 4,3 9,7 Этилен Пропиле Бутилен12,8, 5 753где- функция жесткости процесса пи ролиза (выбранная эксперимен-.тально);Т - температура потока в начало реакционной зоны;5Ть- температура продукта пиролиза- расход сырья в подогревательссырья;К - коэффициент, выбираемый экспе=риментально 1 О(К - О 1- О 5),Заданный расход поддерживается в кон=Фуре регулирования(датчик 4 расхода парав пароперегреватель, регулятор 6 расходапара в пароперегреватель, регулирующий 15клапан 17),Максимально допустимая температурапродуктов пиролиза рассчитывается в блоке7 расчета максимально допустимой температуры продуктов пиролиза по формуле: 20,мОк 3Каьхгвалт Фгде Я - суммарный расход сырья и па:=ра в реакционный змеевик; 25К- коэффициент, подбираемый экспериментально;К 4- коэффициент, подбираемый экспериментально для двухпоточнойпиролизной лечи конструкции ЗЭВНИПИ Нефть, пронзводительчостью 8000 кг/чКЗ- - 1 О 889 6Предварительные экспериментальные испытания, проведенные на Полоцком производственном объединении "Полнмир, показали также его работоспособность и эффективность,Внедрение данного устройства в промышленность в соответствии с экспериментальнымн данными позволит увеличить выработку основных товарных продуктов в среднем на 12% относительных. На производстве олефинов мощностью 60 тыс. т/год этилена, ЗО тыс, т/год пропилена и 20 тыс. т бутиленов в год это даст экономию.0,12 ф 140 ф 60000 + 0,12140 фЗОООО ++ 0,12"80 ф 20000 1704000 руб.,где 140 руб/т, 140 руб/т и 80 руб/т -соответственно цена 1 т этилена, пропилена и бутиленов,При затратах на внедрейие устройствав промышленность, необходимых для разработки и изготовления нестандартных блоков устройства и выполнения монтажныхи наладочных работ, равных примерно200 тыс,руб., общий экономический эффектот внедрения предлагаемого устройствасоставит:1,7 - 0,2 = 1,5 млн руб в годФормула изобретенияУстройство для автоматического управления трубчатой пиролизной печью, содержщцее датчик температуры потока в начале реакционного змеевика, датчики и регуляторы расхода пара в пароперегреватель и температуры потоков на выходах из реакционного змеевика и пароперегревателя, блок определения фактора жесткости процесса и блок расчета максимально допустимой температуры, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения производительности печи за счет улучшения качества регулирования, оно дополнительно снабжено блоком задания температуры потока на выходе из подогревателя сырья, входы которого связаны с датчиками темперагуры на выходе из подогревателя и расхода пара в пароперегреватель, а выход - с камерой задания регулятора температуры на выходе подогревателя сырья, при этом блок определения фактора жесткости связан с датчиками расхода сырья и пара в лечь,а также температуры потока на входе и выходе реакционного змеевика, а блок расчета максимально допустимой температуры входами связан с датчиками753889 Составитель С. Анашкин расова Техред А. Куликовская КоррекРедактор еще Заказ 48 ого комите й и откры Раушска тий филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, .4 расхода сырья и пара в печь, а такжетемпературы на входе реакционного змеевика, а выходом - с регулятором температуры на выходе реакционного змеевика,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 43/21 Тираж 54 ЦНИИПИ Государственпо делам изобретен 13035, Москвг, Ж81. Авторское свидетельство СССРМо 338244, кл, В 01 Х 3/00,28.07.72,2. Авторское свидетельство СССРМ 385997, кл. С 10 ( 9/20,04,11.73 (йрототип).