Способ автоматического управления процессом алкилирования бензола

 

Изобретение относится к управлению процессами алкилирования в присутствии катализаторного комплекса, включающего хлористый алюминий, может быть использовано в химической, нефтехимической отраслях промышленности и позволяет увеличить выход целевого продукта. Способ предусматривает регулирование соотношения расходов бензола (Б), этилена (Э) и полиалкилбензола (ПАБ) на входе алкилатора, регулирование соотношения расходов свежего и возвратного катализаторных комплексов (СКК и ВКК) в зависимости от отношения концентраций целевого и побочного продуктов на выходе отстойника, вычисление потерь хлористого алюминия (ХА) по измеренным значениям расходов Б, Э, ПАБ, СКК, ВКК, концентрации ацетиленистых соединений и содержания влаги в этилене и содержания влаги в смесителе алкилатора и регулирование подачи ХА в реактор в зависимости от концентрации целевого продукта на выходе отстойника и вычисленного значения потерь хлористого алюминия. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1590474

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP (21) 4487169/23-26 (22) 09;08.88 (46) 07.09.90. Бюл. У 33 (71) Азербайджанское научно-производ-, ственное объединение "Нефтегазавтомат"

{72) Т..И.Исмаилов, А.И.Бабаев и А ° 3.Таиров (53) 66.012-52 (088.8) (56) Патент США,9 3729629, кл. 235-151. 12, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 552326, кл. С О? С 3/50, 1975. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ АЛКИЛИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА (57) Изобретение относится к управлению процессами алкилирования в присутствии катализаторного комплекса, включающего хлористый алюминий, может быть использовано в химической .и нефтехимической отраслях промыш- .

Изобретение относится к управлению процессами алкилирования в при.сутствии катализаторного комплекса, включающего хлористый алюминий, и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта.

Иа чертеже приведена блок-схема системы управления., реализующая предлагаемый способ.

Система управления содержит алкилатор 1, трубопроводы 2-4 подачи бензола в алкилатор, полиалкилбензо(51)5 С 07 В 37/00, G 05 D 27/00 ленности и позволяет увеличить выход целевого продукта. Способ предусматривает регулирование соотношения расходов бензола (Б), этилена (Э) и полиалкилбензола (ПАБ) на входе алкилатора, регулирование соотношения расходов свежего и возвратного каталиэаторных комплексов (СКК и

ВКК) в зависимости от отношения концентраций целевого и побочного продуктов на выходе отстойника, вычисление потерь хлористого алюминия (ХА) по измеренным значениям расходов Б, Э, ПАБ, СКК, ВКК, концентрации ацетиленистых соединений и содержания влаги в этилене и содержания влаги в смесителе алкилатора и регу-, лирование подачи ХА в реактор в за» висимости от концентрации целевого продукта на выходе отстойника и вычисленного значения потерь хлористого алюминия. 1 ил., 1 табл.

4 ла и свежего катализаторного комплекса соответственно, реактор 5 для приготовления катализаторного комплекса, трубопроводы 6-9 подачи . хлористого этила в реактор приготовления катализаторного комплекса, осушенного бензола, полиалкилбензола, смеси осушенного бензола, полиалкнлбензола и хлористого этила соответственно, бункер 10 хлористого алюминия, транспортер 11 хлористого алюминия, мешалку 12 реактора, смеситель 13 алкилатора, трубопроводы 14-16 подачи этилена в алкилатор, реакционной массы и.отстойник соответственно, 1590474 трубопроводы 17-19 вывода этилбенэола и побочных продуктов, возвратного каталиэаторного комплекса и избыточного каталиэаторного комплекса на . сбор соответственно, чувствительный элемент 20 расхода хлористого этила на узел приготовления катализаторного комплекса, регулятор 21 расхода хло ристого этила, регулирующий орган 22, установленный на линии подачи хлористого этила в узел приготовления катализаторного комплекса, чувствительный элемент 23 расхода осушенного бензола в узел приготовления каталиэаторного комплекса, регулятор 24 расхода осушенного бенэола, регулирующий орган 25, установленный на линии подачи осушенного бензола в узел приготовления катализаторного комплекса, чувствительный элемент 26 расхода полиалкилбензола на узел приготовления катализаторного комплекса, регулятор 27 расхода полиалкилбензола, регулирующий орган 28, установ ленный на линии подачи полиалкилбензола в узел приготовления катализаторного комплекса, чувствительный элемент 29 расхода бензола в смеситель алкилатора, регулятор 30 расхода бензола, регулирующий орган 31, установленный на линии подачи бензола, чувствительный элемент 32 расхода полиалкилбензола в смеситель алкилатора, регулятор 33 расхода полиалкилбензопа, регулирующий орган 34, установленный на линии подачи поли" алкилбензола, чувствительный элемент

35 расхода свежего катализаторного комплекса, регуля "op 36 расхода свеzего катализаторного комплекса, регулирующий орган 37, установленный па линии свежего катализаторпого комплекса, чувствительный элемент

38 .расхода этилена в алкилатор, регулятор 39 расхода этилена, регулирующий орган .40, установленный на линии подачи этилена, чувствительный элемент 41 расхода возвратного катализаторного комплекса, регулятор 42 расхода возвратного катализаторного комплекса, регулирующий орган 43, установленный на линии подачи возвратного катализаторного комплекса, анализатор 44 концентрации влаги в жидкой фазе на входе алкилатора, анализатор 45 концентрации влаги в газовой фазе на входе алкилатора, анализатор 46 концентрации ацетиленистых соединений в зтилене, анализатор 47 концентрации целевого продукта, анализатор 48 концентраций побо нных продуктов, регулирующий орган 49, установленный на линии сбро а избытка возвратного каталиэаторного комплекса, двигатель 50, вращающий транспортер подачи хлористого алюминия, и управляющую вычислительпу машины (УВМ) 51.

Способ осуществляют следующи. образом.

В смеситель 13 алкилатора трубопроводами 2-4 и 12 соответственно поступают бензол, полиалкплбензол, . свежий катализаторный комплекс и возвратный катализаторп.;1й ксмплекс.

Свежий катализаторпый комплекс приготавливается по непрерывной схеме.

В реактор 5 по трубопроводу 9 поступает смесь, состоящая иэ хлористого этила, осушенного бенэола и полиалкилбензола, поступающих в трубопро.вод 9 соответственно трубопроводами

6-8. Заложенный в бункер 10 хлористый алюминий транспортером 11 также поступает в реактор 5.

Катализаторный камиле:-.с в реак30 торе перемешивается с помощью мешалки.12. В алкилатор 1 по трубопроводу

14 поступает этилеп (газовая фаза).

Реакционная масса по трубопроводу

15 поступает в отстойник 16, где происходит отделение реакционной массы от возвратного каталиэаторного комплекса. Смесь целевого и побочного продуктов по трубопроводу 17 отводится для дальнейшего разделения, а возвратный катализаторный комплекс по трубопроводу 18 поступает в смеситель 13 алкилатора. Избыток катализаторного комплекса сбрасывается из производства по трубопроводу l9.

Чувствительный элемент 20, регулятор 2 1 и регулирующий орган 22 образуют контур регулирования расхода хлористого этила в узел приготовления катализаторного комплекса. Чувствительный элемент 23, регулятор

50 ?4 и регулирующий орган 25 образуют контур регулирования расхода осушенного бензола в узел приготовления . каталиэаторного компл к а. Чувствительный элемент 26, регулятор 27 и

55 регулирующий орган 28 образуют контур регулирования расхода полиалкнлбензола в узел приготовления катализаторного комплекса. Ч вствительный

90474 где. G кк

СВ

15

25

35 а з

42 и 4 рас быт

5 15 элемент 29. регулятор 30 и oervn рующий орган 31 образуют контур регулирования расхода бензола в алкилатор. Чувствительный элемент 32, регулятор 33 и регулирующий орган 34 образуют контур регулирования ðàñхода полиалкилбензола в алкилатор, Чувствительный элемент 35, регулятор 36 и регулирующий орган 37 образуют контур регулирования расхода свежего катализаторного комплекса в алкилатор. Чувствительный элемент 38, регулятор 39 и регулирующий орган

40 образуют контур регулирования расхода этилена в алкикилатор. Чувствительный элемент 41, регулятор 42 и регулирующий орган 43 образуют контур регулирования расхода возвратного катализаторного комплекса.

Концентрация влаги жидкой фазы на входе в алкилатор измеряется анализатором 44, а газовой фазы — анализатором 45, концентрация ацетиленистых соединений в газовой фазе измеряется с помощью анализатора 4Ь.

Концентрации целевого и побочного продуктов измеряется соответственно анализаторами 47 и 48. Расход. избыточного возвратного катализаторного комплекса на сброс регулируется с помощью регулирующего органа 49. Ско.рость транспортера хлористого алюминия регулируется двигателем 50. Система регулирования содержит УВИ, к

- входу которого подключены сигналы от датчиков 29, 32, 35, 38, 41 и 44-48, . пропорциональные соответственно текущим значениям расходов бензола, полиалкилбензола, свежего катализаторного и избыточного катализаторного комплекса.

УВИ функционирует следующим образом.

Вначале УВИ стабилизирует соотношения расходов бензола, полиалкилбензола и этилена с помощью регуляторов

30, 33 и 39 и регулирующих органов

31, 34 и 40. Далее УВМ определяет расходы свежего, возвратного и избытка катализаторного комплекса:

Скк = 0,55 (С + С„ + GÄ);

С в К (к Z)

LIE С„

С 4 С св

Кк . кк кк

G gê G к„- 0,0056(Сg. +

G ga6 Сг) > — расход общего катализаторного комплекса в алкилатор, 0,55 — коэффициент по технологическому регламенту, С - расход бензола в алкилатор, G наЮ

- расход полиалкилбензола в алкилатор

G — расход этилена в алкиг латор, — расход свежего катализаторного комплекса в алкилатор

К вЂ” настроечный коэффициент, равный 9, С и С - cîîòâåòñòâåíío концентц рации целевого и побочного продуктов в реакционной смеси, измеряемые анализаторами 47 и 48,:

z — заданное значение соотношения величин Сц и, С и на выходе алкилатора, равное 3, 4;

G „- расход возвратного катализатсрного комплекса, G кк — расход избытка отработанного катализаторного комплекса на сброс, 0,0056 — норма по технологическому регламенту, атем с помощью регуляторов 36 и и регулирующих органов 37, 43

9 УВМ стабилизирует найденные ходы свежего, возвратного и изка катализаторного комплекса.

Далее УВМ последовательно вычисляет потери хлористого алюминия в процессе алкилирования и необходимое количество хлористого алюминия в узел приготовления катализаторного комплекса:

50 воз

+ С6 + Спе + С кк

+Сг 7i

Gx G Ã(G + Gп„г + С„) 0,004 +

Лот

Сха 590414 где G "„ — потери хлористого алюми- ния и .в процессе алкилирования беизола этиленом, С ко нцентр ация э тилб е из оп а 5 (целевого продукта) в алкилате, измеряемая анализатором 47, 0,004 — потеря хлористого алюминия на 1 т этиленбензола в о процессе промывки

0,6 — весовая потеря хлористого алюминия на 1 кг ацетиленистых соединений / — концентрация ацетиленистых соединений в этилене, измеряемая анализатором

4б;

2.,45 — весовая потеря хлористого алюминия на 1 кг воды; ж. о(— концентрация влаги в жидкой фазе на входе в алкилатор, измеряемая анализатором 44; — концентрация влаги в эти- 25 лене на входе алкилатора, измеряемая анализатором

G„ä - необходимое количество

М. хлористого алюминия в -. узел приготовления катализаторног о комплекса с учетом его потери в процессе алкилирования и промывки; 35

0,2 — коэффициент по технологическому регламенту.

УВМ вырабатывает сигнал, пропор% циональный величине G z, Выходной сигнал УВМ с помощью двигателя 50 изменяет скорость транспортера 11 и. тем самым изменяет расход хлористого . алюминия в реактор приготовления катализаторного комглекса. .45

Такии образом, регулирующая система позволит оперативно учитывать из . менения концентрации ацетиленистых соединений в этилене на входе в алкилатор и суммарное содержание влаги в продуктах на входе в алкилатор, по ним регулировать расход хлористого алюминия на входе в реактор приготовления каталиэаторного комплекса, что позволяет повысить оперативность

)5 управления, уменьшить образование побочных продуктов в процессе алкилирования бензола этиленом и повысить выход целевого продукта.

В таблице приведены данные технологических режимов предлагаемого и известного способов.

Из таблицы видно„ что изменения концентрации влаги в жидкой и газовой фазах, а также ацетиленпстых соединений в газовой фазе являются основной причиной дрейфа концентрации хлористого алюминия в алкипаторе.

При этом в известном способе сохраняются неизменным расход хлористого алюминия,в реактор приготовления <атализаторного комплекса, следствием этого является увеличение конце;. †.рации побочного и уменьшение концентрации целевого продукта.

В предлагаемом способе изменение концентрации влаги и ацетилена в реагирующих веществах компенсируется регулированием расхода хлористого алюминия в узел приготовления катализаторного комплекса, при этом, как видно из таблицы, выход побочного продукта уменьшается а 5--87., а целевого продукта увеличивается на

О, 5-1X.

Формула изобретения.

Способ автоматического управления процессом алкилирования бензола, включающий регулирование соотношения расходов бензола, этилена и полиалкилбензола на входе алкнлатора, регулирование соотношения расходов свежего и возвратного каталнзаторного комплекса в зависимости or отношения концентрации целевого и побочного продуктов на выходе отстойника и регулирование подачи хлористого алюминия в реактор, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, дополнительно измеряют содержание влаги в смесителе алкнлатора, конпентрацию ацетиленистых соединений н содержание влаги в этнлене на входе алкилатора, IIQ измеренным значениям расходов этилена, бензола, полиалкнлбеH30» ла, свежего и возвратного катализаторного комплекса, концентрà)iни ацетиленистых соединений и содержания влаги в этнлене и содержания влаги в смесителе алкилатора вычисляют потери хлористого алюминия и регулируют подачу хлористого алюминия в реактор пропорционально концентрации целевого продукта на выходе отстойника и вычисленному значению потерь хлористого алюллния.

1590474

Оба>ие поааэатели

СЬ 447» 44$

GC ° С444, С 4> G>»» С „„, С аа, 4>»l

Т/Ч Т/Ч ТIЧ T/× t/× t/× t/×

> Ы Ш

Предлагаемы!! способ

t 4еа

» ° 4

ТIЧ

Пример

С к«

КТ/Ч (»>S

> мас. I

/ Ф мас. Х

С 44> т/ч

Составитель Г.Огаджанов .

Техред Л.Серд1окова Корректор О.Ципле

Редактор И>Дербак

Заказ 2612 Тираж 326 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

1 51,5

2 50,7

Э 51,2

4 51,5

5 48,5

6 470

7 53,1

8 53,9

9 46,5

10: 54,5

4,72 5,67

4,72 5,58

4>76 5,66

4,72 5,67

4,95 5 ° 34

4,84 5, 17

4,87 5,84

4,94 5,93

5,02 5,12

5>00 6,00

О ° 72

0,45

0,36

0,36

0,45

0,54

0,36

0,72

0 54

0,54

0,38 ЭЭ,92 144

0,11 33,83 90

0,10 34,03 72

О, 10 34,42 72

О 13 32 60 90

0>23 31,50 104

0,10 35,50 72

0,36 35,68 144

0,23 Э1,29 108

0,28 36,27 108

6,26

6,27

6 33

6,37

6,00

5,80

6,55

6,56

5,74

6>70

21,79

21> 64

21,75

21, 90

20,70

2Îi0&

22,5Э

22,85

19,84

23, 16

0,0010 0,00025

0,0010 0,0002

0,0015 0 0005

0,0010 0,00005

0,0015 0,00007

0,0020 0,00008

0,0012 0,00004

0,0025 0,0002

0,0020 0,0001

0,00!5 0,0001

t44 134

101

10!

108

98

143

112

11Э

6,00

6,07

5,95

5,87

6,00

5,77

6,20

6,06

5,50

6,04

21,90

2! ° 70

21,75

22,00

20,95

20,20

22,50

22,87

19,75

23>20