Устройство для автоматического управления пиролизными печами

р 1) 7688 О 2 ОП ИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл.С 106 9/20 6 05 Р 27/О дарствениыи комите СССР делам изобретений и открытий(088.8) 37 5) Дата опубликования описания 07.10,80 2) Авторы изобретения Ю,Бирюков, В. А, ИвченкКурицын Родных, М, Р. Тучинский, А, Б. М, Скляров и В(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛ ПИРОЛИЗНЫМИ ПЕЧАМИ Я Д 11 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 11.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 независимо от р Рной выра оприводит иустановки,5 Целью изобретения является повышениесуммарной производительности установки.Поставленная цель достигается тем, чтоизвестное устройство для автоматическогоуправления пиролизными печами в произ 10 водстве олефинов, включающем в себя узлы пиролиза и газоразделения, содержащеепоследовательно соединенные датчики температуры продуктов на выходе из печей,регуляторы и регулирующие клапаны на15 линиях подачи топлива, датчики расходасырья, этилена и этана после газоразделения на пиролиз, датчик состава пирогазапосле этановой печи, регулятор расходасырья и блоки деления, умножения и вычи 20 тания, дополнительно содержит блоки управления температурой продуктов послебензиновых и этановых печей и расходомсырья на бензиновые печи, при этом выходы указанных блоков подключены к каме 25 рам задания соответствующих регуляторов,а входы - соответственно к датчикам расходов этилена и этана и к выходу блокаделения, входы которого соединены с датчиком расхода сырья и с выходом блока30 вычитания, связанного своими входами с ежима на других печах и сумма ботки товарных продуктов. Эт к снижению производительностдатчиком 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 этановьх, 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 газоразделения 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 температуройпосле этановых печей устанавливает задание регуляторам этой температуры в зависимости от расхода этана, поступающего на пиролиз, измеряемого датчиком расхо да 10: Т," = а + О (Р, - с),где Тэ" - задание регуляторам температуры после этановой печи,Рэ - расход этана на пиролиз,кг/час;а, о и с - параметры, определяемые экспериментально. Например для однопоточной печи пиролиза этана, производительностью 3000 кг/ч этана; Ь =01; с=3000; а=790. 10 15 Рги=Р где Р и Ег - соответственно расход бензина на пиролиз и выработка этилена бензиновыми печами, определяемая в блоке вычитания 15 как разность:45Р Р Рэ Величина выработки этилена этановойэпечью Р г, рассчитывается в блоке умножения 14 по формуле: Рг=а Р Ср 50 где Сгэ - весовая концентрация этилена впирогазе после этановых печей,доли ед.;а - поправочный коэффициента=0,98,55 Таким образом, с помощью устройстваосуществляется стабилизация расхода эти лена с установки на заданном значении иподдерживается оптимальный выход на пропущенный бензин, В результате повышаются выходы товарных продуктов (пропилена и бутиленов) и эффективность пе 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 задан ном значении суммарного расхода этиленаР, с установки путем изменения уставок Т" соответствующим регуляторам температуры, а второй - стабилизацию на заданном оптимальном значении выхода эти ЛЕНа На ПРОПУЩЕННЫЙ бЕНЗИН Иэад=Иоптпутем изменения задания регулятору расхода сырья Р,. Текущая величина выхода этилена на пропущенный бензин рассчитывается в блоке 13 деления:35768802 Таблица 1 Температура пирогаза на выходе из печиКоличество 10 рядов работающих горелок 1 чояопечей Расход пара на поток печиРасходсырьяна потокпечи пп. кг/час 15 кг/час 3800 3800 3800 3800 3800 2500 1900 1900 1900 1900 1900 750 785 785 785 785 785 820 4 4 4 4 20 4 Температура пирогаза на выходе из печиКоличество рядов работающихгорелок 45 Расходсырьяна потокпечи Расход пара на поток печиЯоЯфопечей пп. кг/час кг/час шт,2025 2025 20252025 2025 840 790 790 790 790 790 825 4050 4050 4050 4050 4050 2800 50 П р и м е р. 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. Ново- полоцк 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 п=0,214, текущие выходы пропилена и бу тиленов с отделения газоразделения составили соответственно 4380 кг/час и 3100 кг/час.Опытная эксплуатация, проведенная в 1 Ч 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).40Таблица 2 Текущий выход этилена с колонны остался прежний равный 8220 кг/час, цо выход этилена на пропущенное сырье уменьшился до п=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.65 Таким образом, экономический эффект от внедрения изобретения при работе этиленовой установки 8000 часов в году составит: Э = 4800 -- 4380 - 1 0,14 + час час/кг 3400 -- 3100 - ) 0,08 РУ час час/кг- 40500 -- 38000 - 11 0025 РУ Х час час / кг 8000 час - 20000 руб = 142000 руб,где 0,14 РУ; 0,08 РУ и 0,025 РУ соответственно цена 1 кг пропилена, бутиленов и бензина;20000 руб, - затраты на внедрение изобретения.Внедрение изобретения намечено провести в 1 Ч 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 экспертизе768802 Составитель В, КурицынРедактор Т. Глазова Техред О, Павлова Корректор Л, Орлова ипография, пр. Сапунов Заказ 2405/5НПО Поиск Из осударствен 113035,528 Тираж 545 Подписное о комитета СССР по делам изобретений и открытий сква, Ж.35, Раушская наб., д. 4/Я