乙烯裂解炉烧焦过程监测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108803534A(43)申请公布日2018.11.13(21)申请号201810814316.2(22)申请日2018.07.23(71)申请人合肥金星机电科技发展有限公司地址230088安徽省合肥市高新区皖水路228号(72)发明人徐勇王国耀李端发郭杰刘强曹明润于文彬(74)专利代理机构合肥诚兴知识产权代理有限公司34109代理人汤茂盛(51)Int.Cl.G05B19/418(2006.01)C10G9/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称乙烯裂解炉烧焦过程监测系统(57)摘要本发明涉及乙烯裂解炉烧焦过程监测系统，包括安装在裂解炉辐射段的炉膛温度场可视化多光谱监测装置，安装在炉管尾部的多参量气体监测装置，安装在炉管出口的炉管出口温度监测装置，本发明能够及时准确地检测乙烯裂解炉烧焦的工况，为控制工况提供基本依据。CN108803534ACN108803534A权利要求书1/1页1.一种乙烯裂解炉烧焦过程监测系统，其特征在于：包括安装在裂解炉辐射段(H)的炉膛温度场可视化多光谱监测装置(50)，安装在炉管尾部的多参量气体监测装置(40)，安装在炉管出口的炉管出口温度(COT)监测装置(60)；所述炉膛温度场可视化多光谱监测装置(50)包括能够探测二维空间的可见光光谱监测模块(513)和红外光谱监测模块(512)，其中可见光光谱监测模块(513)用于观察炉膛内火焰燃烧情况；红外光谱监测模块(512)用于监测炉管外表面温度场分布，实时跟踪局部温度过高以及温升过快的位置；所述炉管出口温度(COT)监测装置(60)用于监测炉管内烧焦的反应温度；所述多参量气体监测装置(40)用于监测烧焦尾气中CO/CO2/O2含量变化。2.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉烧焦过程监测系统，其特征在于：上述检测装置采集的数据信号传输至数据分析处理模块(70)；DCS控制模块(80)接收数据分析处理模块(70)的信号并输出控制信号控制空气流量控制装置(10)、水蒸气流量控制装置(20)及炉膛温度控制装置(30)调节输入裂解炉辐射段(H)的空气/水蒸气流量以及炉膛温度。3.根据权利要求1中所述的乙烯裂解炉烧焦过程监测系统，其特征在于：所述炉膛温度场可视化多光谱监测装置(50)包括光信号接收单元(51)和图像数据分析单元(52)两个部分，其中光信号接收单元(51)包含分光装置(511)、红外光谱监测模块(512)、可见光光谱监测模块(513)。4.根据权利要求1中所述的乙烯裂解炉烧焦过程监测系统，其特征在于：所述多参量气体监测装置(40)包括O2激光器(421)、CO激光器(422)、CO2激光器(423)及对应的激光器驱动装置(41)，激光器提供的激光经耦合准直模块(43)照射至耐高温气体池(44)，炉管(45)内的气体经抽气过滤装置(46)，光电转换装置(47)采集的光信号转换为电信号输送至锁相放大器(48)后再接至数据采集处理模块(49)。5.根据权利要求1中所述的乙烯裂解炉烧焦过程监测系统，其特征在于：信号发生模块(492)提供触发信号至数据采集处理模块(49)、锁相放大器(48)和激光器驱动模块(41)。2CN108803534A说明书1/4页乙烯裂解炉烧焦过程监测系统技术领域[0001]本发明属于石油化工领域，特别涉及一种乙烯裂解炉烧焦过程监测控制方法及装置。背景技术[0002]乙烯是重要的化工原料，也是需求量和生产量最大的石化产品之一，更标志着一个国家的石油化工行业发展水平。管式裂解炉则是生产乙烯的主要装置。烃在裂解炉辐射段发生蒸汽裂解反应的同时，会在炉管内壁形成结焦。焦炭热阻大，同时会造成管内流体的压降增大。当裂解炉运行一段时间后，由于结焦而造成辐射段炉管外壁温度或急冷锅炉出口温度达到极限或文丘里管前后压差达到极限时，必须烧焦才能正常生产运行。在裂解炉辐射段炉管烧焦过程中,炉管内的02和水蒸气在高温条件下与焦炭反应,生成CO2和CO。在烧焦过程中,通人炉管内的空气量逐渐增大,水蒸气量逐渐减小,CO和C02含量先提高后降低。当C02体积分数小于0.2％时,表示辐射段炉管内焦炭已清除干净,烧焦结束。[0003]裂解炉烧焦时间的长短、烧焦效率直接影响乙烯的产率、燃料消耗、炉管寿命以及“飞温”发生的概率，对乙烯的生产产生重大影响。文章《乙烯裂解炉烧焦技术进展》中介绍了各种烧焦办法，但都是根据预设条件固定烧焦时间，这种方法在轻度结焦时容易过度烧焦，重度结焦时又容易烧焦不彻底，从而使下一个运行裂解周期缩短。所以可以实时监测烧焦情况并同时对工艺参数进行反馈调节的在线快速烧焦装置成为研究热点。如《一种在线监控烧除焦炭过程的方法》《裂解炉在线快速清焦