Способ автоматического управления тепловым режимом пиролизной печи

Способ автоматического управления тепловым режимом пиролизной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сенез Совветскитт

С©циапвестееческитт

Республик (11) 598842

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву

z (51) М. Кл. (22) Заявлено 1204.76 (21} 2344543/23-26 с присоединением заявки Ph (23) Приоритет.—

С 10 & 9/20

G- 05 13 27/00

Гооеиаротвоеиыи комитет

Совета Миииотрав СССР иа аеееи иеооретееии е отерытий (43} Опубликовано 250378. Бюллетень Ж 11 (45) Дата опубликования описания 030378 (53) УДК 66.012-52 (088.8) (72) / вторы

ИЗОбрЕтЕНИя М.Р.Тучинский, Ю.В.Родных и Г.Л.Столяр (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ НИРОЛИЗНОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к способам автоматического управления тепловым режимом трубчатых пиролизных печей, на вход змеевиков которых вместе с сырьем подают соли щелочных металлов для снижения коксообраэования. Оно может быть использовано в химической. и нефтехимической промышленности.

Известен ряд способов управления тепловым режимом трубчатых пиролизных печей.

Способ автоматического управления процессом пиролиза заключается в регулировании величины реакционной зоны процесса в зависимости от расхода или состава исходного сырья путем изменения подачи топлива в ряды горелок, обогревающих начало змеевика печи, и регулировании температуры пирогаза на выходе из печи путем изменения общей 20 подачи топлива (1). Этот способ предусматривает уменьшение величины реакционной зоны процесса при снижении расхода сырья так, чтобы интенсивность подвода тепла к змеевику по длине ре- g8 акционной зоны была близка к максимально допустимой.

Известен способ автоматического управления тепловым режимом трубчатой, пиролизной печи, с помощью которого 3) осуществляют перераспределение топлива по зонам обогревающих горелок печи в зависимости от давления топлива в точке распределеггия. Отличительной особенностью этого способа также является то, что его применение позволяет сокращать длину реакционной зоны змеевика и поддерживать интенсив» ность ее обогрева, близкой к максимально допустимой (2).

Известен также способ регулирования температурного режима трубчатой пиролизной печи с радиантной секцией, который предусматривает стабилизацию температуры стенки змеевика на конечном участке реакционной зоны и стабилизацию температуры продуктов пиролиэа на выходе иэ печи путем воздействия на подачи топлива в эоны обогревающих горелок. Путем стабилизации температуры стенки змеевика на максимально допустимом значении достигают максимальной. интенсивности подвода тепла к продуктовому потоку на конечном участке реакционной зоны (3 j, Недостатком описанных способов является то, что максимально допустимую температуру стенок труб конечного участка змеевика устанавливают ниже физического .ограничения материала труб

598842 вследствие того, что коксообраэование в процессе пиролиза не контролируют, а наличие сильно перегретых поверхностей труб может привести к интенсивному образованию кокса. Все это приводит к снижению интенсивности обогрева конечного участка змеевика и увеличению размеров зоны максимальной интенсивности обогрева, а, следовательно, и к увеличению эффективного времени пребывания смеси в зоне реакции, что снижает выходы целепродуктов, т.е. производительность печи. целью изобретения является повышение производительности печи.

Это достигается тем, что расход топлива в горелке регулируют в зависимости от суммарного содержания окиг:и и двуокиси углерода в пирогазе.

Изобретение поясняется чертежом.

Устройство для осущест вления способа включает трубгатый змеевик 1, пиролизную печь 2, термопары 3 и 4, регуляторы 5 и 8, регулирующие клапаны 7 и 8, анализатор 9 и функциональный блок 10.

В углеводородное сырье " A на де в змеевик 1 пиролизной печи 2 добавляют соли щелочных металлов " 5" (например, К>СО> в количестве 3550 рргг.. на .сырье). Тепловой режим процесса пиролиза регулируют путем стабилизации температуры стенки конечного участка змеевика, измеряемой термопарой 3, и температуры пирогаэа на выходе иэ печи 2 с помощью регуляторов 5 и б и регулирующих клапанов 7 и 8, установленных на линиях подачи топлива С в соответствующие зоны горелок печи. В пирогазе на выходе из печи 2 с помощью анализатора 9 измеряют концентрацию окиси и двуокиси углерода в пирогазе. Функциональный блок

10 в зависимости от суммарного содержания окиси и двуокиси углерода в пирогазе устанавливает задание регулятору 5 температуры стенки — ðóá змеевика

При подаче в змеевик печи 2 солей щелочных металлов образующийся в про= цессе пиролиза кокс газифицируется и дает окись (СО) или двуокись (СО ) углерода. По концентрации окиси и двуокиси углерода в пирогазе судят об интенсивности процесса образования кокса в змеевике. При подаче в змеевик углеродистого калия и нормальном режиме ведения процесса (допустимом коксообраэовании) концентрация окиси и двуоки си углерода в пирогазе растет, а выход целевых продуктов (олефинов) падает.

Оптимальный тепловой режим процесса автоматически поддерживают на печи с помощью предлагаемого способа. Функциональный блок 10 изменяет задание регулятору 5 температуры стенки змеевика по следующему закону: у 303 gтпо.«

Ь вЂ” <(-бсе Ссо ), зад где 1 ь — заданное регулятору 5 значение температуры стенки;

Т - максимально допустимое

За физическими свойствами материала змеевика значение температуры стенки труб для сплава Х23Н18 (- 1050 С)

18 Ссо иСсо соответственно, концентрация окиси и двуокиси углерода в пирогазе, об.% предельное значение суммарной концентрации СО

20 и СО в пирогазе, соответствующее повышению интенсивности образования кокса (для К Ñ0>

=0,Зоб.4)25 коэ ффи ци ен т, выбираемый экспериментально, --1 0 1 0>

При повышении суммарной концентрацией окиси и двуокиси углерода допу 0 стимого значения р блок 10 уменьшает задание регулятору 5, соответственно, снижается и температура стенки змеевика на конечном его участке, а зто приводит к снижению интенсивности образования кокса.

Если интенсивность его образования в змеевике ниже допустимой (Ссо+Ссо, (ф) и температура стенки змеевика меньше 1 """", то блок 10 увеличит задание регулятору 5. Таким образом, на конеч40 ном участке змеевика поддерживается оптимальный тепловой режим.

В качестве параметра, характеризующего интенсивность обогрева конечного участка змеевика, может быть вмес45 то температуры стенки труб, принят какой-либо другой косвенный показатель (расход топлива или давление его на входе в горелки).

В результате стабилизации оптималь50 ного теплового режима печи достигают повышения ее производительности по целевым продуктам.

Предварительные испытания предлагаемого способа, проведенные на Грозненском комбинате, показали его полезность и эффективность. Внедрение

его в промышленность позволит увеличить выработку этилена и пропилена примерно на 4Ъ относительных, что даст экономический эффект 200 тыс. Руб. в

60 год на одном производстве олефинов.

Формула изобретения

Способ автоматического управления

65 тепловым режимом пиролнзной печи пу598842

Составитель P.Êëåéìàí

Редактор д.Пинчук Техред Н.Андрейчук Ко екто :Н.Ковалева

Эакаэ 1520/16 Тираж 673 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород..ул. Проектная, 4 тем стабилизации температуры стенки конечного участка змеевика, обогреваемого топливом, подаваемым в горелки, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения производительности печи, расход топлива в горелке регулируют в зависимости от суммарного содержания окиси и двуокиси углерода в пирогаэе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 338245, кл. В 01 J 3/00,. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР в 446536| кл. С 10 G 9/20, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

9 181624, кл. В 01 J 3/00, 1968.