Способ управления процессом алкилирования бензола этиленом

 

Изобретение относится к управлению процессом алкилирования бензола этиленом и может быть использовано в химической и нефтехимической прО мышленности при автоматизации процесса получения этилбензола. Целью изобретения является снижение расхода сырья и катализатора и уменьшение выхода полиэтилбензолов. Схема управления содержит датчики (Д) 13-19 расходов основного и дополнительного потоков этилена, бензола, свежего катализатора , хлористого этила, азота и несконденсировавшихся газов, Д 20-22 температуры, Д 23 концентрации этилена в несконденсировавшихся газах, Д 24 и 25 давления, микропроцессор (М) 32, регуляторы (Р).33-38 и регулирующие органы 39-44. При отклонении g температуры процесса (Д20) М 32 по следовательно выдает задание Р 38, 37, t/) 34 и 35, 1 з.п.ф-лы, 1 или., 1.табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

9Я0

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4219948/23-26 (22) 27.03.87 (46) 23.01.89. Бюл. М 3 (71) Нижнекамское производственное объединение "Нижнекамскнефтехим" (72) Г.Т.Щербань, А.П.Ворожейкин, Н.А.Тихонов, В.П.Зуев, Л,И.Осовский и А,А.Шевцов (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 552326, кл. С 07 С 3/50, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1264543, кл. С 07 В 37/00, 1984. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОИ АЛЕИЛИРОВАНИЯ БЕН ЗОЛА ЭТИЛЕНО21 (57) Изобретение относится к управлению процессом алкилирования бензола этиленом и может быть использовано (. ц 4 С 07 В 37/00, G 05 D 27/00 в химической и нефтехимической про мышленности при автоматизации процесса получения этилбензола. Целью изобретения является снижение расхода сырья и катализатора и уменьшение выхода полиэтилбензолов. Схема управления содержит датчики (Д) 13-19 расходов основного и дополнительного потоков этилена, бензола, свежего катализатора, хлористого этила, азота и несконденсировавшихся газов, Д 20-22 температуры, Д 23 концентрации этилена в несконденсировавшихся газах, Д 24 и 25 давления, микропроцессор (И) 32, регуляторы (Р).33-38 и регулирующие органы 39-44. При отклонении температуры процесса (Д20) М 32 последовательно выдает задание P 38, 37, 34 и 35. 1 з.п.ф-лы, 1 ил, 1 табл.

1452807

Изобретение относится к области управления процессом алкилирования бензола этиленом и может быть использовано в химической и нефтехими5 ческой промышленности при автоматизации процесса получения этилбензола, являющегося исходным продуктом для производства стирола.

Целью изобретения является снижение расхода сырья и катализатора и уменьшение выхода полиэтилбензолов.

Йа чертеже представлена схема, реа. ! лиэующая предлагаемый способ управЛеиия. 15

Схема содержит алкилатор 1, конден сатор 2, линии 3-10 соответственно подачи отработанного катализаторного ! комплекса, свежего катализаторного ! комплекса,. полиалкилбензолов, бензола 20 хлористого этила, основного потока этилена, дополнительного потока этилена, азота, линию 11 отвода алкилата, линию 12 отвода несконденсировавшихся аэов, датчики 13-19 соответственно 25 расходов основного потока этилена, дополнительного потока этилена, бенэола, свежего катализатора, хлористого этила, азота и несконденсировавшихся газов, датчики 20-22 соответственно температуры процесса в нижней части алкилатора, нес,конденсировавшихся газов общего потока этилена, датчик 23 конденсации этилена в несконденсировавшихся газах, датчики 24 и 25 давления верха алкилатора и основного потока этилена, вторичные приборы 26 - 31, микропроцессор

32, локальные регуляторы 33 — 38, регулирующие органы 39 — 44. 4

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью датчика 23 и датчиков

13,14,19 — 22,24,25, регуляторов 36 и 37 (вторичные приборы и преобраэо- 45 ватели на схеме не показаны), вторичных приборов 26 — 31 соответственно информация о ходе процесса алкилирования передается в микропроцессор 32, в который предварительно вводят огра- 0 ничения на давление верха алкилатора, давление основного потока этилена, температуру процесса в нижней части алкилатора и относительные потери этилена соответственно в пределах

0,16-0,18 и 0,34-0,36 МПа, 129-130 С, 0,10-0,153. При температуре процесса в нижней части алкилатора, измеряемой датчиком 20 и вторичным прибором 27, выше заданного значения микропроцессор 32 последовательно по четырем

1 каналам управления выдает коррекцию сначала регулятору 38 на уменьшение расхода азота, затем регулятору 37 на уменьшение расхода дополнительного потока этилена в среднюю часть алкилатора, далее регулятору 34 на уменьшение расхода свежего катализаторного комплекса и регулятору 35 на умень- шение расхода хлористого этила. Каждый последующий канал управления срабатывает после того, как предыдущий выйдет на ограничение, накладываемое на процесс алкилирования. При этом включение последующих каналов управления прерывается как только температура процесса в нижней части алкилатора выйдет за заданное значение.

Необходимость применения каждого из каналов управления определяется в соответствии с алгоритмом компенсации завышения температуры процесса: уменьшают расход азота в линии 10 путем открытия клапана 44, сравнивают фактическое давление верха алкилатора 1, измеряемого датчиком 24 и вторичным прибором 30„ с заданным значением и при достижении заданного значения давления, например 0,16 МПа, прекращают уменьшение расхода азота (клапан 44 остается в определенном положении), сравнивают фактическую температуру процесса в нижней части алкилатора (Т), измеряемую датчиком

20 и вторичным прибором 27, с заданной (Т „).

При условии Т=Т A корректирующие сигналы с микропроцессора на изменение расходов этилена по дополнительному потоку в линии 9, свежего катализаторного комплекса в линии 4 и хлористого этила в линии 7 на регуляторы 37, 34 и 35 не подают.

При условии Т)Т подают корррек-. тирующий сигнал с микропроцессора 32 на регулятор 37 и уменьшают расход этилена по дополнительному потоку в линии 9 закрытием клапана 43, сравнивают фактическое давление этилена по основному потоку в линии 8, измеряемое датчиком 25 и вторичным прибором 31, с заданным значением и при достижении заданного значения давления, например 0,36 HIIa, прекращают уменьшение расхода этилена по дополнительному потоку (клапан 43 остает07

При условии Т Т > подают корректирующий сигнаЛ с микропроцессора 32 на регулятор 37 и увеличивают расход этилена по дополнительному потоку открытием клапана 43.

Сравнивают фактическое давление этилена по основному потоку с заданным значением и при досТижении заданного значения давления,-например

0,34 ИПа, прекращают увеличение расхода этилена по дополнительному потоку (клапан 43 остается в определенном положении).

Сравнивают Т с Т

Если Т=Т, корректирующие сигналы с микропроцессора на изменение расходов свежего каталиэаторного комплекса и хлористого этила на регуляторы 34 и 35 не подают.

Если Т Т, подают корректирующий сигнал с микропроцессора на регулятор 34 и увеличивают расход свежего катализаторного комплекса открытием клапана 40 до предельной нормы, например до 1,25 нормы расхода.

Снова сравнивают Т с Т 4.

Если T=T „, корректирующий сигнал с микропроцессора на изменение расхода хлористого этила (регулятор 35) не дают.

Если Татэад* подают корректирующий сигнал с микропроцессора на регулятор 35 и увеличивают расход хлористого этила открытием клапана 41 до выполнения условия Т-Т =0 05+ о 0,01 С. При выполнении этого условия прекращают увеличение расхода хлористого этила (клапан 4 1 остается в определенном положении).

В процессе алкилирования микропроцессор 32 до получаемой информации с датчиков 13,14,19,21-25, локальных регуляторов 36 и 37 и вторичных приборов 26,28 — 31 непрерывно вычисляет величину относительных потерь эти,лена по формуле:

При температуре процесса в нижней части алкилатора ниже заданного значения микропроцессор 32 производит включение клапанов управления в том,же порядке и выдает коррекцию сначала регулятору 38 на увеличение расхода азота, а затем регулятору 37 на увеличение дополнительного потока этилена в среднюю часть алкилатора, далее регулятору 34 на увеличение расхода 4О свежего катализаторного комплекса и регулятору 35 на увеличение расхода хлористого этила. В этом случае включение каналов управленя осуществляется по алгоритму: увеличивают расход 45 азота в линии 10 путем открытия клапана 44, сравнивают фактическое давление верха алкилатора с заданным значением и при достижении заданного значения давления, например 0,18 ИПа, прекращают увеличение расхода азота (клапан 44 остается в определенном положении), сравнивают Т и Тэр, При условии T=Túàä корректирующие сигналы с микропроцессора на изменение расхода этилена по дополнительному потоку, свежего катализаторного комплекса и хлористого этила на регуляторы 37, 34 и 35 не подают.

r с1.С ц„.Еэ ээ R To

q A «p8

q — — С г Кт э

14528 ся в определенном положении). СравТ с Т р °

Если Т=Т > корректирующие сигналы с микропроцессора на изменение расходов свежего катализаторного комплекса и хлористого этила на регуляторы 34 и 35 не подают.

Если T)T >, подают корректирующий сигнал с микропроцессора на регу- 10 лятор 34 и уменьшают расход свежего катализаторного комплекса в линии 4 закрытием клапана 40 до предельной нормы, например до 0,8 нормы расхода„

Снова сравнивают Т с Тэрри . 15

Если Т=Тэа4ю корректирующии cHI HBsl с микропроцессора на изменение расхода хлористого этила (регулятор 35) не подают.

Если Т)Т, подают корректирующий 2р сигнал с микропроцессора на регулятор 35 и уменьшают расход хлористого этила в линии 7 закрытием клапана 41 до тех пор, пока не будет выполняться условие Т-Т A =0 05+0 01 С, если это 25 условие выполняется, прекращают уменьшение расхода хлористого этила (клапан 41 остается в определенном положении). г где С и С вЂ” соответственно массовые расходы общего потока этилена и этилена в несконденсиро- вавшихся газах, кг/ч;

q и q„ — объемные расходы общего потока этилена и не14528 сконденсировавшихся газов, и /ч

P u P — давлечие основного по-.

5 тока этилена и верха алкилатора, н/м „

Т и T„ — температура общего потока этилена и несконденсировавшихся га« зов» К» IG

С вЂ” концентрация этилена в несконденсировавшихся газах, кг/кг*, R — газовая постоянная, кДж/К.

Если фактическая величина относительных потерь этилена больше заданного значения, то микропроцессор 32 выдает коррекцию локальному регулятору 36 на уменьшение расхода основно- 20 .го потока этилена посредством регули рующего органа 43, что приводит к уменьшению температуры алкилинования в реакционной зоне. Если величина относительных потерь этилена меньше 25 заданного значения, микропроцессор

32 выдает коррекцию локальному регулятору 36 на увеличение температуры алкилирования. Таким образом, в отлив чие от известного способа в предла- 3р гаемом обеспечивается стабилизация величины относительньгх потееь этилена путем коррекции температуры процесса в нижней части алкилатора воздействием на расход этилена в алкилатор по

35 основному потоку.

Предлагаемый способ управления процессом алкилирования бензола этиПеном по сравнению с известным позвоЛяет снизить расход катализаторного

1 омплекса и хлористого этила, уменьает давление процесса, а следоваельно, температуру алкилирования лагодаря организации двух потоков этилена (основного в нижнюю часть алкилатора и дополнительного в среднюю часть алкилатора), повышает точйость и надежность управления, обеспечивает снижение относительных потерь этилена, повышает выход этилбензола за счет уменьшения скорости смоЛообразования в зоне реакции, снижает знергозатраты на процесс„ позволяет стабилизировать гидродинамический режим, благодаря чему снижает выход полиэтилбензолов и повышает удельную производительность.

Основные показатели процесса алкилирования как по известному, так

07 6 и по предлагаемому способам управления представлены в таблице.

Внедрение предлагаемого способа управления позволяет повысить производительность процесса на 8%, увеличить на 1»4 мас.% содержание этилбензолов в алкилате, снизить расход катализаторного комплекса на 10% и расход хлористого этила на 5%, уменьшить на 2,0 кг/т этилбензола выход полиэтилбензолов, снизить относительные потери этилена на 1,07%.

Формула изобретения

1 ° Способ управления процессом алкилирования бензола зтиленом, включающий регулирование подачи свежего и отработанного катализаторного комплексов, бензола, полиалкилбензолов, хлористого этила и этилена в алкилатор, азота в линию отвода из алкилатора несконденсировавшихся газов, измерения температуры в нижней части алкилатора и давления в верхней части алкилатора, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода сырья и катализатора и уменьшения выхода полиэтилбензолов, подачу этилена в алкилатор осуществляют двумя потоками — основным и дополнительным, при этом основной поток этилена подают в нижнюю часть алкилатора в заданном соотношении с подачей бензола, а дополнительный поток подают в среднюю часть алкилатора, измеряют давление основного потока этилена, концентрацию этилена в несконденсировавшихся газах, сравнивают измеренное значение температуры в нижней части алкилатора с заданным значением и при превышении измеренного значения температуры в нижней части алкилатора ! заданного значения уменьшают подачу азота, сравнивают измеренное значение давления в верхней час алкилатора с заданным значением и при дОстиже-нии измеренного значения давления в верхней части алкилатора заданного значения прекращают уменьшение подачи азота и уменьшают подачу дополнительного потока этилена, сравнивают измеренное значение давления основного потока этилена с заданным значением и при достижении измеренного значения давления основного потока этилена заданного значения прекраща7 14 ют уменьшение подачи дополнительного потока этилена и уменьшают подачу свежего катализаторного комплекса и хлористого этила, а при измеренном значении температуры в нижней части алкилатора ниже заданного значения увеличивают подачу азота и при достижении измеренного значения давления в верхней части алкила,тора заданного значения прекращают увеличение подачи азота и увеличивают подачу дополнительного потока этилена, при достижении измеренного значения давления основного потока этилена заданного значения прекращают увеличение подачи дополнительного потока этилена и увеличивают подачу свежего катализаторного комплекса и хлористого этила

52807

Параметры способа известному предлагаемому

63,0

68,0

6,6

4,5+0,3 килатора в среднюю часть алкилатора

2,0+0,3

Избыточное давление этилена, ИПа

0,34-0,36

0,45

Расход свежего катализаторного комплекса, м /ч

0)95+0)1

1 05

Концентрация хлорида аломиния, мас.Ж

15,0

15,0

77т1

75,0 полиэтиленбенэолов 5,4

5,6+0,05 возвратного бенэола 13,3 г

14,2

Расход бензола в алкилатор, т/ч

Расход этилена, т/ч: в нижнюю часть алРасход, т/ч: отработанного катализаторного комплекса

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что дополнительно измеряют температуру и расход несконденсировавшихся газов, температуру основного потока этилена, по расхо" дам основного и дополнительного потоков этилена, несконденсировавшихся газов, температурам основного потока

10 этилена и несконденсировавшихся газов, давлениям основного потока этилена и в верхней части алкилатора и концентрации этилена в несконденсировавшихся газах вычисляют величину

15 относительных потерь этилена и стабилизируют вычисленную величину относительных потерь этилена путем изменения температуры в нижней части алкилатора, воздействием на подачу основ.20 ного потока этилена.

1452807

Продолжение таблицы

Параметры способа

Расход хлористого этила, л/ч

120

114 25

Температура алкилироо вания, С

128-130

12520 2

Избыточное давление верха алкилатора, МПа 0,16-0,18 0,17+0,01

Расход азота в процесс, нм /ч

25,0

18+10

Содержание этилбензола в алкилате,мас.Е 37,0

38,4

4,1

3,4

2,8

2,2

Выход этилбенэола с

1 мз редакционного объ ема, кг,500

543

Относительные потери . этилена, Ж

0,13

1,2

Расход бензола на 1 т этилбензола, кг . на выходе из алкилатора 1210

1200

754,7 после разделения 761,0

265,0

266,0

ВНИИПИ Заказ 7132/16

Тираж 352 Подписное

Произв.-полигр. цр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Содержание полиэтиленбензолов в алкилате, мас.Х

Расход катализаторного комплекса, кг/т этилбенэола

Расход этилена на 1 т этилбензола после разделения, кг

Показатели но способу

° ФЮ Ф известному предлагаемому ВВ O Ю Ю