JPH11263982A - スタートアップ/シャットダウンの運転制御装置 - Google Patents

スタートアップ/シャットダウンの運転制御装置

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JPH11263982A
JPH11263982A JP6675098A JP6675098A JPH11263982A JP H11263982 A JPH11263982 A JP H11263982A JP 6675098 A JP6675098 A JP 6675098A JP 6675098 A JP6675098 A JP 6675098A JP H11263982 A JPH11263982 A JP H11263982A
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JP
Japan
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reactor
shutdown
furnace
startup
decoking
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6675098A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiya Yamashita
俊也 山下
Toshiyuki Iai
敏行 井合
Sadaaki Kondo
貞明 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 系列に複数の反応炉がある場合に、単一の反
応炉を系列から外したり投入したりする際に行われるス
タートアップ/シャットダウンのオペレータ負荷を軽減
する運転制御装置を提供すること。 【解決手段】 系列に対して並列に設けられた複数の反
応炉を有する化学プロセスについて、単一の反応炉を系
列から外す際に行われるシャットダウンと、当該反応炉
を系列に投入する際に行われるスタートアップとを行う
際に、当該スタートアップ/シャットダウンにかかる反
応炉以外の他の反応炉について連携をとることを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、食品加工工業や石
油化学工業等のプロセス工場の操業を支援するスタート
アップ/シャットダウンの運転制御装置に関し、特にス
タートアップ/シャットダウン時のオペレータ負荷の軽
減に関する。
【0002】
【従来の技術】スタートアップ/シャットダウン作業
は、非定常作業となるので、オペレータの負荷はかなり
高いものとなっている。例えば、エチレン分解炉では操
業を維持する為、頻繁にシャットダウンとスタートアッ
プが行われている。図3は、エチレン分解炉の構成図で
ある。エチレン分解炉は、ナフサと水蒸気が供給され
て、原料ナフサを加熱分解して次段の精製系へ分解ガス
を送りだす装置である。分解ガスには、メタン、エチレ
ン、プロピレン等が含まれている。熱分解の温度(70
0〜1100度)によって分解生成ガスの成分が変わる
ため、この分解温度の制御がエチレンプラントで最も重
要な制御項目となる。熱分解には分解管(coil)を用いた
管状炉外熱方式が使用されており、それぞれの炉には複
数本の分解管が収められている。各炉の分解管系路(原
料系路および希釈蒸気系路)ならびに燃料系路は、それ
ぞれ4系路づつから成っているものが多く、A、B、C
およびD系路と呼ばれる。
【0003】一方、分解炉の制御を拘束する条件として
コーキング(Coking)がある。コーキングとは、生成オレ
フィンの一部が重合によって固化物(コーク:Coke)とな
り、時間の経過と共に加熱管の内壁に付着し成長するこ
とである。エチレンの分解に要する熱は加熱管の表面か
ら管内流体に流れるので、管の表面温度(skin temperat
ure)は内部温度(process temperature)より高い。内部
温度を一定にした場合、コーキングが進むとこの温度差
が増大して管の表面温度がその使用限界に達し、操業の
継続が困難になる。また、コーキングが進行すると管の
圧力損失が増加し、分解ガスの圧力が上昇する。これは
オレフィンの生成を抑制し、かつ重合を促進するので、
オレフィンの収率を低下させると共に、コークの生成を
ますます促進することになる。
【0004】そこで、デコーキング(decoking)作業が各
炉について周期的に行われる。デコーキングとは、生成
したコークを時々燃やすことを言う。また、デコーキン
グは一個の分解炉ずつ行い、その間は当該分解炉を系列
から外し、他の分解炉の生産量を増やして全生産量が変
わらないように工夫している
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デコー
キング作業をするには分解炉を系列から外すシャットダ
ウンを行い、デコーキング処理の終了後分解炉を系列に
投入するスタートアップを行う必要がある。しかし、ス
タートアップ/シャットダウン作業は、非定常作業とな
るので、オペレータの負荷はかなり高くなるという課題
があった。
【0006】このような事情は、食品加工工業において
も同様である。例えば、製糖工業では蔗糖と蜜やタール
性不純物とを分別するために、頻繁にろ過が行われてい
る。このようなろ過において、フィルタには不純物が吸
着したり固着したりするため、ろ過性能が劣化する。そ
こで、定期的にフィルタを交換する必要がある。この交
換作業の前後において、ろ過機のスタートアップ/シャ
ットダウン作業が必要になる。
【0007】また、反応に触媒を用いる用途でも同様で
ある。例えば、焼却炉では排ガス中の窒素酸化物を低減
するため、白金系触媒が用いられている。このような触
媒も、永年の使用により劣化をするものがあり、そこで
再生処理が必要になる。このような再生作業の前後で、
触媒使用機器のスタートアップ/シャットダウン作業が
必要になる。
【0008】本発明は上述の課題を解決したもので、系
列に複数の反応炉がある場合に、単一の反応炉を系列か
ら外したり投入したりする際に行われるスタートアップ
/シャットダウンのオペレータ負荷を軽減する運転制御
装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項1のスタートアップ/シャットダ
ウンの運転制御装置は、系列に対して並列に設けられた
複数の反応炉を有する化学プロセスについて、単一の反
応炉を系列から外す際に行われるシャットダウンと、当
該反応炉を系列に投入する際に行われるスタートアップ
とを行う際に、当該スタートアップ/シャットダウンに
かかる反応炉以外の他の反応炉について連携をとること
を特徴としている。単一の反応炉を系列から外す際に行
われるシャットダウンと、反応炉を系列に投入する際に
行われるスタートアップとを行う際に、スタートアップ
/シャットダウンにかかる反応炉以外の他の反応炉につ
いて連携をとることで、反応炉のスタートアップ/シャ
ットダウンが系列の上流・下流側に対して影響しないよ
うに操業できる。
【0010】連携の具体的な態様としては、請求項2の
ように、スタートアップにかかる反応炉以外の他の反応
炉との連携は、当該他の反応炉の運転レートを下げるこ
とで、加入する反応炉の反応量に見合う負荷を他の反応
炉から減らす。或いは、当該他の反応炉の運転レートを
上げることで、離脱する反応炉の反応量に見合う負荷を
他の反応炉が分担する。
【0011】請求項3のように、前記反応炉は、一定期
間毎に再生を必要とするろ過機、触媒使用機器、熱交換
機等である場合をいう。また、請求項4のように、前記
反応炉は、エチレン等の原料を分解する炉でもよい。請
求項5のように、前記スタートアップにかかる反応炉
は、当該反応炉を徐々に立ち上げることで、非定常状態
である立ち上げ作業を円滑に行う。
【0012】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を説明
する。図1は本発明の一実施例を示す構成ブロック図で
ある。図において、デコーキング分解炉10は、今回デ
コーキング作業の対象となる分解炉である。分解炉20
は、系列を構成するもので、通常運転ではデコーキング
分解炉10と共に、ナフサをエチレン等に熱分解してい
る。尚、系列は、ここではエチレンプラントの工程に対
応する概念で、各工程は加熱分解工程の他、高温蒸留・
熱回収工程、圧縮工程、低温蒸留工程、中温蒸留工程が
ある。
【0013】シャットダウン制御部30は、デコーキン
グ分解炉10を系列から外す制御を行うもので、例えば
分解炉20に接続されるナフサ、蒸気、分解ガス等のバ
ルブを閉じる。デコーキング制御部40は、デコーキン
グ分解炉10のデコーキングに必要な制御を行う。スタ
ートアップ制御部50は、デコーキング分解炉10を系
列に接続する制御を行うもので、例えば分解炉20に接
続されるナフサ、蒸気、分解ガス等のバルブを開ける。
連携制御部60は、デコーキング分解炉10が系列から
離脱している間の分解炉20の制御を担当するもので、
デコーキング作業が行われている間のエチレンプラント
全体の操業が影響を受けないように制御することで、プ
ラント全体の操業を安定に保持している。
【0014】このように構成された装置のデコーキング
分解炉10の制御を説明する。図2はデコーキング分解
炉10のデコーキング制御を説明する流れ図である。ま
ず、シャットダウン制御が行われる。デコーキング分解
炉10に対する原料供給が停止されて(S1)、系列切
り離しがなされる(S2)。そして、デコーキング分解
炉10が400度迄降温される(S3)。続いて、熱交
換機TLXが分解炉10から切り離されて、別途熱交換
機TLXのクリーニングがなされる(S4)。
【0015】続いて、デコーキング制御部40により、
加熱管保護のため蒸気が導入され(S5)、バーナを点
火して炉の出口温度が500度迄昇温される(S6)。
コーク焼却用に空気が導入され(S7)、800度程度
迄炉内温度を上昇させる。コークが燃焼し尽くすと炭酸
ガス濃度が低下するので、終点炭酸ガス濃度に到達した
ときは降温し(S8)、バーナを順次消火する(S
9)。
【0016】今度は、スタートアップ制御が成される。
まず、熱交換機TLXが分解炉10に接続され(S1
0)、燃料弁を開けて点火する(S11)。そして70
0度迄昇温し(S12)、蒸気回収系を接続して、系列
に投入する(S13)。そして、原料を供給する(S1
4)。
【0017】このとき、連携制御部60は、分解炉20
の運転レートを上げて、シャットダウン時のプロセスの
安定性を図る。また、スタートアップ時には、停止して
いたデコーキング分解炉10を徐々に立ち上げる。これ
は、熟練オペレータのノウハウを反映させた、いわゆる
エキスパートシステムとなっている。
【0018】尚、上記実施例においては分解炉を例に説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、系
列を構成する反応炉について一台を系列から外して、残
りは操業を継続する場合にも適用できる。また、ろ過機
や触媒使用機器のような、一定期間毎に再生を必要とす
る反応炉についても、同様に適用できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のスタート
アップ/シャットダウンの運転制御装置によれば、単一
の反応炉を系列から外す際に行われるシャットダウン
と、反応炉を系列に投入する際に行われるスタートアッ
プとを行う際に、スタートアップ/シャットダウンにか
かる反応炉以外の他の反応炉について連携をとること
で、反応炉のスタートアップ/シャットダウンが系列の
上流・下流側に対して影響しないように操業できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
【図2】デコーキング分解炉10のデコーキング制御を
説明する流れ図である。
【図3】エチレン分解炉の構成図である。
【符号の説明】
10 デコーキング分解炉 20 分解炉 30 シャットダウン制御部 40 デコーキング制御部 50 スタートアップ制御部 60 連携制御部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】系列に対して並列に設けられた複数の反応
    炉を有する化学プロセスについて、単一の反応炉を系列
    から外す際に行われるシャットダウンと、当該反応炉を
    系列に投入する際に行われるスタートアップとを行う際
    に、 当該スタートアップ/シャットダウンにかかる反応炉以
    外の他の反応炉について連携をとることを特徴するスタ
    ートアップ/シャットダウンの運転制御装置。
  2. 【請求項2】前記スタートアップにかかる反応炉以外の
    他の反応炉との連携は、当該他の反応炉の運転レートを
    上げ/下げすることを特徴とする請求項1記載のスター
    トアップ/シャットダウンの運転制御装置。
  3. 【請求項3】前記反応炉は、一定期間毎に再生を必要と
    するろ過機、触媒使用機器、熱交換機等であることを特
    徴とする請求項1記載のスタートアップ/シャットダウ
    ンの運転制御装置。
  4. 【請求項4】前記反応炉は、エチレン等の原料を分解す
    る炉であることを特徴とする請求項1記載のスタートア
    ップ/シャットダウンの運転制御装置。
  5. 【請求項5】前記スタートアップにかかる反応炉は、当
    該反応炉を徐々に立ち上げることを特徴とする請求項1
    記載のスタートアップ/シャットダウンの運転制御装
    置。
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