[发明专利]废气焚烧炉控制

说明书

提供了一种方法用于控制废气焚烧炉。更具体地，所述方法包括使吸收器废气焚烧炉中使用的燃料气的量最小化并控制来自焚烧炉的排放物。

背景

丙烯腈通过氨氧化方法制造，其中空气、氨和丙烯在流化床中在催化剂存在下反应以形成气态反应器流出物。气态反应器流出物然后通至骤冷系统，在其中反应器流出物直接与含水骤冷液体(通常为水)直接接触。该骤冷去除未反应的氨和重聚合物。然后骤冷气体进到吸收塔。在吸收器中，气体与吸收液(也通常为水)直接接触。水、丙烯腈、乙腈、HCN和相关的杂质留在吸收器底部的水溶液中。气体从吸收器顶部去除。从吸收器顶部去除的气体发送至吸收器废气焚烧炉(AOGI)。

吸收器废气焚烧炉(AOGI)用于丙烯腈方法以燃烧包含未反应的烃的未吸收气流，和较少量的丙烯腈。AOGI包括热回收部分，其产生高压蒸汽用于丙烯腈过程的其它部分。在AOGI中，空气和燃料气用于在高温下燃烧吸收器废气。在AOGI中控制的关键变量为焚烧炉温度和烟道O₂。从排放控制的观点来看，期望更紧密控制这两个变量。该控制目标不仅在正常操作期间是期望的，而且在速率变化期间以及当丙烯纯度变化时也需要。

模型预测控制(MPC)，又名高级过程控制(APC)，使用过程模型来预测未来的过程行为，然后执行优化控制行动以补偿与期望目标的过程偏差。与控制所述过程一起，MPC还尝试通过移动关键过程变量将过程驱动至最“经济”的条件。

概述

提供了一种方法，使在吸收器废气焚烧炉中使用的燃料气的量最小化和更好的控制排放物。所述方法提供了吸收器废气焚烧炉燃烧室中较小的温度偏差和吸收器废气焚烧炉烟道气中氧的量较小的偏差。减少吸收器废气焚烧炉燃烧室温度和吸收器废气焚烧炉烟道氧的标准偏差提供减少的燃料气用量和更紧密的环境变量控制。这些控制目标在正常操作期间、在速率变化期间和当丙烯纯度变化时实现。意外地，该方法提供AOGI温度和AOGI烟道气中O₂的控制，通过测定反应器进料流中烃的量和反应器进料流的进料速率。

所述方法包括测量氨氧化反应器进料速率和进料至反应器的烃的纯度。根据所述方法，反应器进料速率和烃纯度影响至所述废气焚烧炉的燃料气流和空气流的量。在一个重要方面，操作员基于已知的反应器进料速率和烃纯度可预测废气焚烧炉性能，然后执行控制以使AOGI温度和废气焚烧炉烟道气中的氧偏差最小化。

操作废气焚烧炉的方法包括将反应物流引入至氨氧化反应器；测定反应物流中烃的量和测定反应物流的进料速率；将反应器流出物从氨氧化反应器传送至吸收器；将吸收器废气从吸收器供应至吸收器废气焚烧炉；和将燃料气和空气供应至吸收器废气焚烧炉。将吸收器废气、燃料气和空气提供至吸收器废气焚烧炉，其量使得对于设备中生产的每吨AN，保持吸收器废气焚烧炉烟道气中的NO_x为约6kg或更少，和对于设备中生产的每吨AN，吸收器废气焚烧炉烟道气中的非甲烷烃为约3.5kg或更少。

操作废气焚烧炉的方法包括将反应物流引入至氨氧化反应器；测定反应物流中烃的量和测定反应物流的进料速率；将反应器流出物从氨氧化反应器传送至吸收器；将吸收器废气从吸收器供应至吸收器废气焚烧炉；和将燃料气和空气供应至吸收器废气焚烧炉。在一个方面，吸收器废气、燃料气和空气提供至吸收器废气焚烧炉，其量使废气焚烧炉中的温度保持在废气焚烧炉的温度设定点的约10℉以内。

在另一方面，操作废气焚烧炉的方法包括将反应物流引入至氨氧化反应器；测定反应物流中烃的量和测定反应物流的进料速率；将反应器流出物从氨氧化反应器传送至吸收器；将吸收器废气从吸收器供应至吸收器废气焚烧炉；和将燃料气和空气供应至吸收器废气焚烧炉。在一个方面，操控变量组包括至吸收器废气焚烧炉的燃料气流量和至吸收器废气焚烧炉的空气流量，而受控变量组包括吸收器废气焚烧炉烟道中氧的量和吸收器废气焚烧炉中的温度。所述方法包括通过调节操控变量控制至少一个受控变量组。在该方面，操控变量基于前馈变量变化。

附图简述

所述方法的以上及其他方面、数个方面的特征和优点由以下附图更加显而易见。

图1说明氨氧化过程。

图2显示AOGI更详细的视图。