Способ автомаческого управления процессом алкилирования бензола этиленом
Изобретение относится к области автоматизации химико-технологических процессов, может быть использовано в нефтехимической промышленности в производстве этилбензола и позволяет увеличить выход целевого продукта и уменьшить расход свежего катализаторного комплекса. Способ предусматривает измерение расходов хлористого алюминия (датчик (Д) 7), хлористого этилена (Д 10), свежего (Д 14) и возвратного (Д 24) катализаторного комплекса, бензола (Д 22), полиалкилбензола (Д 21) и этилена (Д 23), концентраций свежего (Д 31) и возвратного (Д 32) катализаторного комплекса , концентрации этилбензола в реакционной смеси на выходе алкилатора (Д 33), вычисление соотношения между потерей активности катализаторного комплекса и производительностью алкилатора по этилбензолу и регулирование расходов хлористого алюминия; хлористого этила, бензола, полиалкилбензола, этилена и свежего катализаторного комплекса в зависимости от этого вычисленного соотношения. 2 ил., 1 табл. (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
А3
ÄÄSUÄÄ1 638140
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4676608/26 (22) l 1.04.89 (46) 30.03.91. Бюл. Ф 12 (71) Азербайцжанское научно-производственное объединение "Нефтегазавт омат" (72) А.А. Абдуллаев„Т.И. Исмаилов, А.И. Бабаев и А.З ° Таиров (53) 66.012-52 (088.8) (56) Патент США и 3303230, кл . 26 0-6 71, 19 70.
Авторское свидетельство СССР
ll 581129, кл. С 07 В 27/00, 1976. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ АЛКИЛИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА
ЗТИЛЕНОМ (57) Изобретение относится к области автоматизации химико-технологических процессов, может быть использовано в нефтехимической промьппленности в производстве этилбензола и позволяет увеличить выход целевого продукта
Изобретение относится к автомати-. зации химико-технологических процес сов и может быть использовано в нефтехимической промьппленности в производстве этилбензола.
Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта и.уменьшение расхода свежего катализаторного комплекса.
На фиг.1 приведена принципиальная схема системы управления, на фиг.2— блок-схема алгоритма управления.
Система управления и технологическая схема (фиг.1) содержит аппа(1) С 07 В 37/00, С 05 П 27/00
2 и уменьшить расход свежего катализа-. торного комплекса. Способ предусматривает измерение расходов хлористого алюминия (датчик (Д) 7), хлористого этилена (Д 10), свежего (Д 14) и возвратного (Д 24) катализаторного комплекса, бензола (Д 22), полиалкилбензола (Д 21) и этилена (Д 23), концентраций свежего (Д 3 l) и возвратного (Д 32) катализаторного комплек-. са, концентрации этилбензола в реакционной смеси на выходе алкилатора (Д 33), вычисление соотношения между потерей активности катализаторного комплекса и производи; ельностью алкилатора по этилбензолу и регулиро" ванне расходов хлористого алюминия, хлористого этила, бензола, полиалкилбензола, этилена и свежего катализаторного комплекса в зависимости от этого вычисленного соотношения. 2 ил.
1 табл. рат 1 для приготовления катализаторного комплекса, алкилатор 2, линии
3-6 соответственно подачи хлористого алюминия, бензола, полиалкилбензолов и хлористого этила (инициатора) для приготовления катализаторного комплекса, соответственно датчик 7, регулятор 8 и исполнительный механизм 9 подачи хлористого алюминия и хлористого этила, датчик 10, регулятор 11 и исполнительный механизм 12 подачи хлористого этила, линия 13 подачи . свежего катализаторного комплекса в алкилатор, датчик 14 расхода све1638140 жего катализаторного комплекса, регулятор 15 расхода свежего катализаторного комплекса, исполнительный механизм 16 на линии свежего катализатор- 5 ного комплекса, ликии 17-20 соответственно подачи полиалкилбензолов, бензола, этилена и возвратного катализатора в алкилатор, датчики 2124 соответственно расходов полиалкил- 1р бензолов, бензола, этилена и возвратного катализатора в алкилатор, р егулятор ы 25-27 с оответственно расходов полиалкилбензолов, бензола, этилена, исполнительные механизмы
28-30 соответственно на линиях полиалкилбензола, бензола и этилена, датчики 31 и 32 соответственно активности свежего и возвратного катализаторного комплекса, датчик 33 концентра- 2р ции этилбензола в реакционной смеси на выходе из алкилатора и управляю-. щую ЭВМ 34.
В качестве анализаторов активности могут быть использованы датчики 25 плотности, вязкости, электропровод-. ности, в качестве датчика концентрации этилбензола — жидкостной хроматограф.
Способ реализуется следующим обра-30 зом.
Расходы полиалкилбензолов, бензола и этилена в алкилатор измеряются датчиками 21, 22, 23 и регулируются с помощью регуляторов 25-27 и испол35 нительных механизмов 28-30. Задания регуляторам могут быть изменены либо вручную, либо от ЭВМ 34. Расходы хлористого алюминия и хлористого этила для приготовления катализаторного 40 комплекса измеряются датчиками 7 и
10 и регулируются с помощью регуляторов 8, 11 и исполнительных механизмов 9. и 12. Регулирование расходов бензола и полиалкилбензолов для 45 приготовления катализаторного комп.-. лекса условно не показано. Задания регуляторам 8 и 11 можно изменять либо вручную, либо от ЭВМ 34.
В ЭВМ 34 поступает информация о расходах хлористого алюминия и хлористого этила для приготовления катализаторного комплекса, об активности свежего и возвратного катализаторного комплекса, о расходах в алкилатор этилена, бензола, полиалкилбензолов, свежего и возвратного катализаторного комплекса, о концентрации этилбензола в реакционной массе на выходе алкилатора.
По информации от датчиков 31 и 32!
ЭВМ рассчитывают падение активности катализаторного комплекса Да „„ сь вов
6 eê< акк где а„„ и а „„ — соответственно акое воэ тивность свежего и возвратного катали затор н or о к омп— лекса.
По информации от датчиков 33 14, 24, 21, 22 и 23 ЭВМ рассчитывают производительность реактора по этилбензолу G>, где С >Б
- концентрация этилбензола в реакционной смеси на выходе из алкилатора;,об воз ккрм кк, Gr,о ;
G> .— соответственно расходы свежего и возвратн or о катали затор ног о комплекса, бензола, полиалкилбензопов и этилена на входе в алкилатор .
Далее ЭВМ рассчитывает .величину соотношения
Ьакк
W=- — -)
GэB которая характеризует удельную эффективность расходования катализаторного комплекса.
Дальнейшая стратегия управления видна из блок-схемы (фиг ° 2), где блок 1 — ввод исходных данных, блок
2 — расчет .Q а„„, СвБ, W. В блоке
3 осуществляется сравнение расчетного значения W с ее заданным значением W. Из анализа опытных данных установлено, что величина W должна быть близка к 36 10
В зависимости от результатов срав-. нения значений W u W в блоке 3 дальнейшее управление реализуется по одному из трех следующих вариантов.
При условии W=W стабилизируют теку- щие значения расхоцов свежего катализаторного комплекса, хлористого алюми-!
5 163 ния, хлористого этилена, нагрузки на алкилатор (блок 4) .
При М) Р управление вначале передается блоку 5, где реализуется последовательное уменьшение расхода свежего катализаторного комплекса с заданным шагом (например, 100 кг/ч) .
Расход свежего катализаторного комплекса не может быть уменьшен ниже предельного значения, например
350 кг/ч. Сравнение текущего значения с нижним предельным значением осуществляется в блоке 6. Если при достижении предельно нижнего уровня расхода свежего катализаторного комплекса продолжает иметь место соотношение W) W, в блоке 7 производят одновременное уменьшение расходов С„„хлористого алюминия и Сх хлористого этила. Уменьшение также идет с заданным шагом, например, 0,05 от номинальных значений Схд и Gx3 °
При W(W вначале увеличивают расход свежего катализаторного комплекса (последовательно с шагом, например 100 кг/ч, блок 8). Сравнесв ние текущего. значения расхода С „„ с верхним предельным значением (например, 650 кг/ч) производится в блоке 9. Если при достижении предельно верхнего уровня расхода свежего катализаторного комплекса продолжает иметь место соотношение Wg W, в блоке 10 производят одновременное увеличение расходов хлористого алюминия и хлористого этила с заданным шагом по аналогии с блоком 7.
Увеличение расходов GXAH Gx9npoизводят до тех пор, пока их суммарная концентрация не превысит заданной величины.
8140
2С
30
45 са, дополнительно измеряют расход и
Сх хд Ge> g кк
Схэ
Хз Gñå кК
Концентрации С и С рассчитываются обычным путем
Сравнение суммарной концентрации
C и Сх с заданным значением ведется в блоке 11 ° Если заданное значение превьш ено, в блоке 12 осуществляют уменьшение суммарной нагрузки на алкилатор за счет одновременного
Уменьшения расходов Сg, С ю и Сат вплоть до допустимого нижнего значения нагрузки на алкилатор.
Таким образом, в зависимости от удельной эффективности использова-, ния катализаторного, комплекса согласно способу изменяют расходы свежего катализаторного комплекса, хлористого алюминия и хлористого этила для его приготовления и нагрузку на алкилат ор .
В таблице дана сравнительная характеристика предлагаемого и известного способов.
В левой части таблицы даны значения управляющих воздействий на процесс и производительность алкила-. тора по этилбензолу при реализации по известному способу, в правой— при реализации по предлагаемому способу, т.е. с учетом рассчитанной величины W. Как видно из таблицы, использование способа позволяет увеличить выход этилбензола, a в ряде случаев сократить расход катализаторного комплекса и его компонентов.
Формула и з обр ет ения
Способ автоматического управления процессом алкилирования бензола этиленом включающий регулирование
3 расходов бензола, этилена, полиалкнлбензола и свежего катализаторного комплекса в алкилатор, расходов хлористого алюминия и хлористого этила в аппарат приготовления свежего катализаторного комплекса и измерение активности свежего катализаторного комплекса, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта v уменьшения расхода свежего катализаторного комплекактивность возвратного катализаторного комплекса, концентрацию этилбензола смеси на выходе алкилатора, по измеренным значениям активности свежего и возвратного катализаторного комплекса рассчитывают паденйе активности катализаторного комплекса, по измеренным значениям расходов бензола, полиалкилбензала, этилена, свежего и возвратного катализаторного комплекса и концентрации этилбензола в реакционной смеси на выходе алкилатора рассчитывают производительность реактора по этилбен1638140
ГТ ее Г
С„„G„„Ñ„, С„, С к С„,, С,л, л/ч л/ч j л/ч кг/ч (m./÷ 1 кг/ч еР/ч л/ч л/ч л/ч
Скк» С44 кг/ч (кг/
243OO, 2431о .
24!75
24050 .
582ОО
58гоо
58ЮО
58200
44 00
44ОО
4400
84 21
84 21
104 26
130 32,5
156 39, О
195 45,5
48ОО
48 00
48ОО
48ОО
48ОО
4910 24200 420
4840 24000 420
4950 24300 520
4910 23800 650
4630 24 270 650
4480 24220 650
5070 . 23850 650
514С 23900 650
4440 23990 650
1 420 84 21
2 420 84 21
3 420 84 21
4 420 84 21
5 420 84 21
6 420 84 21
48ОО
410О
4 740
4670
60400
195 45,.5 а 180 55290 456О
195 45,5 3050 40400 3320
195 45,5 3050 40400 3320
420
8 420
9 420
84 21
84 21
4270 . 4350
4450
534 70
57680 золу, вычисляют удельную эффективность расходования катализаторного комплекса как отношение падения активности катализаторного комплекса к производительности реактора по этилбензолу, сравнивают вычисленное значение производительности реактора по этилбензолу с заданным значе-. нием, при превышении вычисленного значения этой производительности заДанного значения осуществляют пошаговое уменьшение paczoqa свежего катализаторного комплекса,и при достижении текущего значения расхода свежего катализаторного комплекса минимально допустимого значения осуществляют пошаговое уменьшение расходов хлористого алюминия и хлористого этила, а при вычисленном значении производительности реактора по этип-: бензолу меньше заданного значения осуществляют пошаговое увеличение расхода свежего катализаторного комплекса, и при достижении текущего значения расхода свежего катализаторного комплекса максимально допустимого значения осуществляют пошаговое увеличение расходов хлористого этила, рассчитывают концентрации хлористого алюминия и хлористого этила в свежем катализаторном комплексе и их сумму, сравнивают это вычисленное значение суммы концентраций с заданным значением и при достижении этого вычисленного значения суммы концентраций. заданного значения осуществляют пошаговое уменьшение расходов бензола, полиалкилбензола и
20 этил ена в алкилатор °
1 633140
Составитель Г. Огаджанов
Редактор M. Недопуженко Техред Л.олийнык Корректор Л. Бескид.Заказ 900
Тираж 234
Подпис ное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
