Способ управления циклическим процессом дегидрирования

 

Изобретение относится к области автоматизации реакционных процессов, предусматривающих периодическую регенерацию катализатора ,в частности, процесса дегидрирования н - бутиленов в дивинил, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Целью изобретения является увеличение выхода дивинила. Способ предусматривает регулирование температурного режима печи изменением подачи топливного газа в печь, температуры смеси на выходе реактора изменением подачи насыщенного пара в реактор с коррекцией по концентрации дивинила в контактном газе, в течение каждого интервала контактирования регулирование подачи сырья прямо пропорционально концентрации дивинила в контактном газе, подачи воды на орошение скруббера прямо пропорционально подаче сырья, а в начале каждого интервала регенерации регулируют подачу воздуха пропорционально средней выработке дивинила в предыдущем интервале контактирования и далее в течение интервала регенерации регулируют подачу воздуха в зависимости от температурного профиля в реакторе и скорости его изменения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (191 (11) 8СЕС0

IlATEHTHç 1

Е (БЛ 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4331089/23-26 (22) 16 ° 10.87 (46) 07.07.89,Бюл. у- 25 (72) В,P.Òó÷èíñêèé, В.А,((иронов, Н.С.Кузнецова, С.Н.Тушканов и 1О.М.Филипченков (53) 66.012-52(088.8) (5e) Авторское свидетельство СССР

Ф 587137, кл. С 07 С 5/36, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N - 1036719, кл, С 07 С 5/32, 1982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИ(1

ПРОЦЕССОМ ДЕПЩРИРОВАН1И (57) Изобретение относится к области автоматизации реакционных процессов, предусматривающих периодическую регенерацию катализатора, в частности процесса дегидрирования н-бутиленов в дивинил, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Целью изобретения явИзобретение относится к автоматизации реакционных процессов, предусматривающих периодическую регенерацию катализатора, в частности процесса дегидрирования н-бутиленов в дивинил, и может быть использовано в химической и нефтех ю ической промышленности.

Целью изобретения является увеличение выхода дивинила.

На чертеже изображена принципиальная схема системы управления, реализующей данный способ. (ц (С 07 С 5/32 G 05 D 27/00

2 ляется увеличение выхода дивинила.

Способ предусматривает регулирование температурного режима печи изменением подачи топливного газа в печь, температуры смеси на выходе реактора изменением подачи насыщенного пара в реактор с коррекцией по концентрации дивинила в контактном газе, в течение каждого интервала контактирования регулирование подачи сырья прямо пропорционально концентрации дивинила в контактном газе, подаче воды на орошение скруббера прямо пропорционально подаче сырья, а в начале каждого интервала регенерации регулируют подачу воздуха пропорционально средней выработке дивинила в предыдущем интервале контактирования и далее в течение интервала регенерации регулируют подачу воздуха в зависимости от температурного профиля в реакторе и скорости его изменения, 1 ил.

Процесс дегидрирования осуществляют при температуре порядка 600 С в реакторах 1 с тремя неподвижными слоями катализатора, причем интервалы дегидрирования (контактирования) чередуют с интервалами регенерации катализатора путем периодического переключения задвижек 2 с помощью командоаппарата 3. Сырье подают в реактор в смеси с паром после перегрева в печи 4. Из реактора газовую смесь выводят либо в атмосферу (если идет регенерация), либо после охлаж1491869

45,50

55 где дения в котле-утилизаторе 5 и скруббере 6 — на очистку (если идет контактирование).

Система управления процессом включает регулятор 7 расхода пара в печь, 5 регулятор 8 расхода сырья с датчиком 9, регулятор 1О расхода воздуха на регенерацию, регулятор 11 расхода воды на орошение скруббера, регулятор 12 температуры в печи 4, регулятор 13 температуры на входе в реактор с датчиком 14 и клапаном 15 на линии подачи насыщенного пара в реактор, анализатор (хроматограф) 16 сос- 15 тава контактного газа и датчики 17 температуры в слоях катализатора.

На схеме показаны также реализованные в управляющей вычислительной машине 18 функциональные блоки: блок 19 коррекции подачи воды на орошение скруббера, блок 20 коррекции подачи сырья, блок 21 коррекции температуры на входе в реактор и блок 22 коррекции подачи воздуха на регенерацию. 25

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью командоаппарата 3 путем закрытия-открытия задвижек 2 периодически переключают реактор 1 с контактирования на регенерацию и обратно.

С помощью регуляторов 7, 8, 10, 11 регулируют подачу соответственно пара в печь 4, сырья на контактирование, воздуха на регенерацию и воды на орошение скруббера 6. С помощью регулятора 12 регулируют температуру в печи 4, которая определяет степень перегрева сырья и пара. С помощью регулятора 13 по замеру от датчика 14 воздействием на клапан 15 регулируют температуру на входе в реактор 1, С помощью функционального блока 20, реализованного в УВИ 18, корректируют задание регулятору 8,например, по следующему закону:

С=Г+К С с с е у где G - базовое значение нагрузки

b на интервал контактирования, С помощью блока 21 корректируют задание регулятору 13, например, по следующему закону: о где Т вЂ” базовое значение температуьк ры на входе в реактор на интервал контактирования.

Значение С* концентрации дивиА Â нила в контактном газе определяют по информации от анализатора 16, а коэффициенты К1, К задают постоянными (в простейшем случае) либо определяют по математической модели процесса дегидрирования.

С помощью блока 19 корректируют задание регулятору 11, например, по следующему закону: мд о

" bog = СВоД+ К y G c > где G — базовое значение подачи воо

ВоД ды на орошение скруббера, G — подача сырья, замеряемая с помощью датчика 9;

К вЂ”. коэффициент, С помощью блока 22 в начале каждого интервала регенерации определяют базовое значение расхода воздуха на данный интервал:

t, О СС (С В

G G хdt

ВОзд

У где t — длительность последнего интервала контактирования, х — текущий выход дивинила на пропущенное сырье в последнем интервале контактирования, определяемый с помощью анализатора 16, М. — коэффициент.

В течение интервала регенерации определяют величину М„ для каждого слоя катализатора (в рассматриваемом примере — в реакторе 3 слоя): макс

Ъ =(ъ т — (т — т)

Р3

) где Т, Т вЂ” соответственно темпера) тура в j-м слое и скорость ее изменения, определяемые по замеру от датчиков 17, т „ — максимально допустимая температура катализатора, — коэффициенты.

Задание регулятору 10 определяют следующим образом:

30А О макс Г, ма кс 1

"Вод = С воМ- ; -, )

1, если выполняется хотя бы одно иэ условий

, o Z"„" (j=1,2,3), О, в остальных случаях.

5 149

Коррекция подачи сырья и температуры на входе в реактор позволяет поддерживать в интервале контактирования эффективный технологический режим с учетом падения активности катализатора к концу интервала. Поддержание необходимой подачи воздуха на регенерацию позволяет учитывать состояние катализатора после контактирования (степень закоксованности катализатора пропорциональна выработке дивинила) и не допускать пережогов катализатора. Регулирование режима охлаждения контактного газа позволяет поддерживать нужное давление в реакторах, в значительной степени влияющее на ход реакций, Все указанные факторы повышают выходы целевого продукта.

За счет использования способа в производстве дивинила мощностью

60 тыс ° т. в год достигается увеличение выхода на пропущенное сырье на

0,4 отн.7 и выхода на разложенное на 0,8 отн.7.. формула и э о б р е т е н и я

Способ управления циклическим процессом дегидрирования н-бутиленов в дивинил в режимах контактирования и регенерации, включающий регулирова1869 6 ние температурного режима печи изменением подачи топливного газа в печь, температуры смеси на входе реактора изменением подачи насыщенного пара в реактор и регулирование подачи сырья и пара в печь, воздуха в реактор и воды на орошение скруббера, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода дивинила, дополнительно измеряют концентрацию дивинила в контактном газе на выходе реактора и температурный профиль в реакторе по слоям катализатора, в течение каждого интервала контактирования по расходу сырья и концентрации дивинила в контактном газе определяют среднюю выработку дивинила, регулируют подачу сырья прямо пропорционально концентрации дивинила в контактном газе и подачу водьг на орошение скруббера прямо пропорционально подаче сырья, корректируют температуру смеси на входе реактора обратно пропорциоg5 нально концентрации дивинила в контактном газе, в начале каждого интервала регенерации регулируют подачу воздуха пропорционально средней выработке дивинила в предыдущем интер3р вале контактирования и далее в течение интервала регенерации подачу воздуха регулируют в зависимости от температуры профиля в реакторе и скорости его изменения.