Способ управления процессом дегидрирования углеводородов

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ, осуществляемого В реакторах циклического действия, путем регулирования соотношения расходов сырья и пара в печь, воздействием на расход пара с коррекцией по с.оставу сырья, регулирования подачи воздуха на регенерацию и температуры пара на выходе печи изменением подачи топливного газа в печь, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных расходов сырья и энергоресурсов, подачу топливного газа в печь корректируют в зависимости от средней за интервал дегидрирования температуры на входе реактора и расхода сырья и регулируют суммарную подачу воздуха за интервал регенерации в в зависимости от температуры на входе реактора в начале и конце интервала , предыдущих циклов дегидрирования. (Л С 3aSiuiKiiu вткрытв JaituMittt закрчта

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН уд) С 07 С 5/32; С 05 D 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТ1;Т СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3425793/23-26 (22) 21.04.82 (46) 23.08.83. Бюл. Р 31 (72) В.P.Tó÷èíñêèé, В.A.Ìèðoíoâ, A.Ô.Õðîìûõ, Ю.И.Рязанов., Л.В.Кислицына и A.È.Ñìåð÷àíñêèé (53) 66.012-52(088.8) (56) 1. КаФаров В.В. и др. "Химически: кая промышленность", 1976, Р 7, .с. 517-519.

2. Авторское свидетельство СССР

9 587137, кл. С 07 С 5/36, 1976. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ, осуществляемого в реакторах циклического действия, путем регулирования соотношения расходов сырья и пара

„„SU„„1036719 А в печь, воздействием на расход пара с коррекцией по составу сырья, регулирования подачи воэдуха на регенерацию и температуры пара на выходе печи изменением подачи топливного газа в печь, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных расходов сырья и энергоресурсов, подачу топливного газа в печь корректируют в зависимости от средней за интервал дегидрирования температуры на входе реактора и расхода сырья и регулируют суммарную подачу воздуха эа интервал регенерации в

1эависимости от температуры на входе реактора в начале и конце интервала предыдущих циклов дегидрирования. 3

1036719

65

Изобретение относится к автоматизации циклических реакционных процессов химико-технологических произ водств, в частности производств изопрена и дивинила, и может быть использовано в химической, нефтехими- 5 ческой и других отраслях промышленности.

Известен способ управления трубчатой печью путем регулирования соотношения сырья и пара в печь с коррекци- 0 ей по составу сырья !1 3.

Недостаток способа заключается в том, что он не предусматривает; управление стадией регенерации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления процессом дегидрирования углеводородов,осуществляемым в реакторах циклического действия, путем регулирования соотношения расходов сырья и пара в печь, воздействием на расход пара с коррекцией по составу сырья, регулирования подачи воздуха на регенерацию и температуры пара на выходе печи изменением подачи топливного газа . в. печь E2 j.

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает низких удельных расходов сырья, и энергоресурсов. 30

При использовании известного способа для процесса дегидрирования, например, на кальций-никель-фосфатном катализаторе применяется в производствах иэопрена и дивинила, 35 характеризующемся существенной нестационарностью, инерционностью и непродолжительностью циклов (порядка 15-20 мин, качество регулирования параметров процесса, включая температуру, оказывается невысоким, и, следовательно, удельный расход сырья и пара завышен. Применяемый закон подачи воздуха на регенерацию не позволяет поддерживать требуе-45 мые температуры в реакторе, что снижает выход целевого продукта. Кроме того, использование насыщенного пара приводит к перерасходу энергии. Отмеченные факторы не позволяют вести процесс дегидрирования с минимальными затратами сырья и знер" гии.

Целью изобретения является сниже-, ние удельных расходов сырья и энергоресурсов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления путем регулирования соотношения расходов сырья и пара в печь, воздействием на расход пара с кор- 60 рекцией no составу сырья, регулирования подачи воздуха на регенерацию и температуры пара на выходе печи изменением подачи топливного газа в печь, подачу топливного газа в печь корректируют в зависимости от средней за интервал дегидрирования температуры на входе реактора и расхода сырья и регулируют суммарную подачу воздуха за интервал регенерации в зависимости от температуры на входе реактора в начале и конце интервала предыдущих циклов дегидрирования.

На чертеже представлена принципиальная схема системы управления, реализующей способ.

Процесс дегидрирования осуществляют при температуре порядка 600 С о в реакторах 1 с неподвижным слоем катализатора зона о, ограниченного сверху и снизу слоями инертного теплоносителя (зоны а и Б ), причем интервалы дегидрирования чередуют с интервалами, регенерации катализатора показан один реактор в интервале дегидрирования ). Длительность полного цикла 15-20 мин. Сырье подают в реактор в смеси с паром после перегрева в печи 2. Во время регенерации в реактор подают воздух в смеси с паром для выжига кокса. управление задвижками, переключающими реактор с дегидрирования на регенерацию и обратно, производят с помощью таймера 3. Система управления включает регулятор 4 расхода воздуха, регулятор 5 температуры пара из печи с датчиком 6 и клапаном 7, регулятор 8 расхода пара на печь 2, регулятор 9 расхода сырья на печь 2, датчик 10 состава сырья.

Для измерения температуры на входе и реактор используют датчик 11, установленный в нижней части слоя теплоносителя (зона м ) На схеме показаны также реализованные в управляющей вычислительной машине 12

УВМ функциональные блоки: блок

13 регулирования соотношения расходов пара и сырья, блок 14 Регулирования температуры на входе в реак тор и блок 15 коррекции расхода воздуха.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью регулятора 4 регулируют подачу воздуха в реактор 1 во время .регенерации. С помощью регулятора 5- о замеру от датчика 6 регулируют температуру пара воздействием на клапан 7 подачи топливного газа в печь 2. С помощью регуляторов

8 и 9 регулируют расход пара и сырья, подаваемых через печь 2 в реактор 1.

С помощью блока 13, реализованного в уМВ 12, регулируют соотношение расходов пара 4„и сырья Д (степень разбавления сырья ) а

1036719 дег дег

hT. +ДТ.

Составитель Г.Огаджанов

Редактор О.Юрковецкая Tex "Ñ.Èèãóíîâà Корректор A. Т.яско

Тираж 418 Подписное

В ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5934/24

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где r- концентрация "чистых" сырьевых компонентов в сырьевом потоке, замеряемая с помощью датчика 10.

При отклонении текущей величины

3 от заданной h"èçìåíÿþò задание регулятору 8.

С помощью блока 14 по информации от датчика 11 (с учетом информации о реальном времени цикла, поступающей от таймера 3 ) определяют среднюю за интервалдегидрирования температуру Т" гна входе в слой катализатора, например, по следующей рекурентной формуле:

-АЕг -*е.г 1 (*ег « дег

Т. =Т. + — Т. — Т. ) (.(1

Т. ) 1 где i — номер периода работы УВИ;

Т и Т вЂ” соответственно мгновенное и усредненное значение теМпературы.

П риодичрски, через .каждые 3-5 циклов работы реактора, корректируют задание регулятору 5 где j — номер цикла работы реактора;

" 46Г

T0 --уставка на температуру, задаваемая технологом-оператором; 6 - эмпирическая зависимость, обеспечивающая коррекцию температуры для компенсациивлияния расхода сырья на степень превращения за счет изменения времени контакта.

С помощью блока 15 формируют задание регулятору 4. График изменения подачи воздуха внутри интервала .регенерации задают для конк етнойй технологической установки (в частном случае, подача воздуха в течение интервала регенерации постоянна ) и выдерживают неизменным от цикла к циклу. Периодически через каждые б-10 циклов рабоТы раактора коррек-.

5 тируют суммарную подачу воздуха эа интервал регенерации (при неизменном графике подачи внутри интервала, например, по следующему закоНу:

10 Е гЕ при ограничении о 1Ъ е„ е ; (4)

")+1 ЙР

15 где 6ЕО и СТАΠ— уставки, задавае е

С *ег технологом-оператоф г дег двг РоМ йТ =T. „-Т „ц разница между знаЧениями температуры на входе в реактор в конце и начале инвервала дегидрирования ! -го цикла.

В случае невыполнения условия (4 ) суммарный расход принимают равным величине Д п, которая выбирается

X с учетом гарантированного выжига кокса за ийтервал регенерации.

Коррекция (3 ) основана на том, 30 что воздух, помимо выполнения своей основной функции — выжига кокса, является хладагентом (температура его обычно не превышает 100 С ), и поэтому подача воздуха существен35 но влияет на температурный режим процесса.

Предлагаемый способ управления позволяет выдерживать эффективные температурные режимы в реакторе, 4g что дает возможность снизить расходные коэффициенты по основному сырью . (изопентану ) не менее, чем на

1,0 отн.Ъ и по пару — на 0,5 отн.Ъ.