Способ управления процессом окислительного дегидрирования н- бутиленов

 

Изобретение относится к автоматизации реакционных каталитических процессов химико-технологических производств, в частности производства дивинила, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта. Способ предусматривает регулирование расхода воздуха в реактор 1 регулятором (Р) 10 в зависимости от показаний датчиков (Д) 3 и 6 расхода сырья и концентрации изобутилена в нем, регулирование расхода кислорода с помощью Р 12 в зависимости от показаний Д 7 кислорода на входе реактора, регулирование температуры над слоем катализатора (Д 4 и Р 11) и регулирование расхода пара в печь с помощью Р 9 в зависимости от разности между максимальной температурой в слое катализатора (Д 5) и температурой, измеряемой Д 4. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4249940/23-26 (22) 27.05,87 (46) 07.03.,90, Бюл. К- 9 (72) В,P.Òó÷èíñêèé, В.А.Миронов, С,А.Абруковский, Г,С,Гаврилов, Ю,И,Рязанов и Н,И,Ухов (53) .66,012-.52(088,8) .(56) Авторское свидетельство СССР

11? 587137, кл, С 07 С 5/36, 1976, Авторское свидетельство СССР

11? 1430391, кл. С 07 С 5/32, 24,11,86, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ДЕГИДРИРОВАНИЯ н-БУТИЛЕНОВ (57) Изобретение относится к автоматизации реакционных каталитических процессов химико-технологических производств, в частности производства (51)5 С 07 С 5/32, G 05 D 27/00

2 дивинила, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промьппленности. Целью изобретения является увеличение выхода целевого.-продукта, Способ предусматривает .регулирование расхода воздуха в реактор 1 регулятором (Р) 10 в зависимости от показаний датчиков (Д) 3 и 6 расхода сырья и концентрации изо" бутилена в нем, регулирование расхода кислорода с помощью Р 12 в зависимости от показаний Д 7 кислорода иа входе реактора, регулирование температуры над слоем катализатора (Д 4 и P 11) и регулирование расхода пара в печь с помощью P 9 в зависимости от раз- . а ности между максимальной температурой

® в слое катализатора (Д 5) и температурой, измеряемой Д 4. 1 ил, 1- табл.

l 548181

Изобретение относится к автоматизации реакционных каталитических про" цессов,химико-технологических производств, в частности производства дивинила, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения являетея увеличение выхода целевого продукта. 10

На чертеже изображена:принципиальная схема. системы управления процессом дегидрирования,, реализующей предлагаемый способ.

Процесс окислительного дегидриро- 15 вания осуществляют в реакторе 1 с неподвижным слоем катализатора, Сырье (смесь нормальных бутиленов) подают в реактор одновременно с водяным паром после перегрева в печи 2, Кроме того 20 в реактор подают кислородсодержащий

ras (смесь воздуха и технического кислорода).

Система управления процессом вклю чает датчик 3 расхода сырья, дат- 25 чик 4 температуры над слоем -ка" тализатора, датчики 5 температу" ры по высоте сдоя катализатора, анализатор 6 состава сырья, ана- f saòoð 7 содержания кислорода в .ЗО кислородо-воздушной .смеси, регуляторы 8-10 соответственно расхода сырья, пара и воздуха, регулятор 11 температуры .над слоем катализатора, регулятор

12 концентрации кислорода. На схеме

35 показаны также реализованные в управляющей ЭВМ 13 функциональные блоки: бл ок 1 4 корр екции р асмода воздуха, блок 15 определения максимальной температуры в слое катализатора и блок

16 коррекции расхода пара.

Схема управления реализуется на базе серийно выпускаемых отечественных средств автоматики и вычислительной техники, 45

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом, С помощью регуляторов 8-10 осуществляют регулирование расходов соответственно сырья лара и воздуха. С поЭ

„5О мощью регулятора 11 по замеру от дат" чика 4 регулируют температуру над сло. ем катализатора в реакторе I воздействием на подачу топливного газа в перегревательную печь 2, С помощью регулятора 12 регулируют 55 концентрацию кислорода в кислородовоздушной смеси по замеру от анализатора 7, В реакторе I на катализаторе осуществляется реакция окислительного дегидрирования и-бутиленов в дивинил! н" С НИ+О, 50 - С1Н6+Н. 0+29 ккал/моль (1)

Реакция идет с вьщелением тепла, поглощаемого паром и кислородо-воздушной смесью, Помимо основной реакции (1), осуществляется ряд побочных; наиболее существенное влияние из них оказывает разложение изобутилена, сопровожда- ющееся значительным выделением тепла .

3.-С Нб+50,- 2СО+2СО +4Н О +g (Z)

Иэ сравнения реакций (1) и (2) по стехиометрическим коэффициентам вид« но, что интенсивность разложения иэобутилена в 10 раз превышает интенсивность дегидрирования, В результате даже небольшая примесь изобутилена приводит к избыточному вьщелению тепла и непроизводительному расходованию кисл ор од а, Для компенсации влияния реакции (2) с помощью блока 14, реализованного в ЭВМ 13, корректируют расход воздуха воздействием на задание G > ðåгулятору 10, например, по линейному закону.

0зад = 0о + К 1 + К G в в где G - постоянная составляющая о с расхода воздуха;

G — расход сырья, замеряемый с помощью датчика 3;

С вЂ” концентрация иэобутилена в сырье, замеряемая с помоИ И щью анализатора 6;

К,,К вЂ” коэффициенты.

С помощью блока 15 по замеру от датчиков 5 определяют максимальную температуру Т а„ в слое катализатоксг ра, С помощью блока 16 по информации от блока 15 и датчика 4 корректируютрасход пара воздействием на задание и

С а регулятору 9, например, по линейному закону:

G303, = Со + K (Tz « п где Ga - базовая составляющая;

Т " - температура над слоем ка" талиэатора.

Разница температур в выражении (4) характеризует степень реакций и теплосъема в реакторе.

Корректировка расхода воздуха в за% висимости от концентрации иэобутиле5

154818 на в сырье обеспечивает упреждающую ("по возмущению") коррекцию теплосъема s реакторе и восполнение кислорода, необходимого для реакции дегидрирования, Постоянная концентрация кислорода в кислородо-воздушной смесиподцерживает необходимый "кислородный" режим, Корректировка расхода пара обеспечивает необходимый температурный 0 режим.

В таблице приведены данные по одному из режимов процесса дегидрирования (данные получены экспериментально), иллюстрирующие эффективность . 15 предлагаемого способа на примере возмущения по концентрации изобутилена в сырье. (Значение параметра после возмущения (С =0,8) по способу

Значение

Параметры процесса параметра до возмущения (C =0 6) известному предлагаемому

0,8

13

70. 0,6

13

0,8

13

5870

5000

5000

3500

3000

3000

39 3

39,3

39,3

590

590

595

1:0,7

):1797

1:О,б

1:16,7

1:О,б

1:16,7

47,2

79,3

47,8

79,6

48

За счет внедрения способа в про- 20 изводстве дивинила мощностью 100 тыс.т в год достигается увеличение выхода. на пропущенное сырье в среднем на

0,2% и выхода на разложенное сырье на 0,), 2S

Концентрация иэобутилена (С ), %

Расход сырья (О ), т/ч с

Расход пара (G ), т/ч

Расход воздуха (G ), нм -/ч

Расход технического кислорода, нм /ч

Концентрация кислорода в смеси, % о

Температура, С: ,ех над слоем {Т ) в слое (Т„"„1„,)

Соотношение™кс сырье/кислород сырье/пар

Выход дивинила на сырье пропущенное разложенное

1 6

Формула изобретения

Способ управления процессом окислительного дегидрирования н-бутиленов, включающий регулирование температуры над слоем катализатора реактора воздействием на подачу топливного газа в перегревательную печь, концент- .. рации кислорода в кислородо"воздушной смеси на входе реактора, воздействием на расход кислорода, расходов сырья и пара в печь и воздуха s реактор и измерение максимальной температуры в слое катализатора реактора, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, дополнительно измеряют концентрацию изобутилена в сырье, вычисляют разницу между максимальной температурой в слое катализатора и температурой над слоем катализатора, регулируют расход нара пропорционально вычисленной разности температур, а расход воздуха регулируют пропорционально расходу сырья и концентрации изобутилена в нем,