Способ управления процессом каталитического риформинга

 

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности на установках риформинга. Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта за счет повышения точности управления. При управлении используется текущая информация о значениях приращений концентрации ароматических углеводородов на выходе каждого из реакторов , учитывается характер распределения температуры по слою катализатора при управлении работой первого реактора, осуществляетсяраздельнаяподача галогенсодержащего соединения в реактор с оптимальным его распределением по ступеням . ил. / Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4758724/26 (22) 14.11.89 (46) 23.11,91. Бюл, гв 43 (71) Краснодарский филиал Ленинградского научно-производственного объединения по разработке и внедрению нефтехимических процессов (72) С.Г.Мазина, А.П,Федоров, Т.А.ПриссТитаренко, Д.И.Гаранин, Т.Ф.Шлямберг, Е.А.Шкуратова, А.Ф.Коваленко и Ю.Г.Мясищев (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬВ 1044627, кл, С 10 G 35/00, 1982, Авторское свидетельство СССР

Q 1154313, кл, С 10 6 35/00, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА

Изобретение относится к способам управления процессом каталитического риформинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ управления реакторным блоком установки каталитического рифОрминга, в котором подачу воды в реакторы регулируют в зависимости от концентрации влагосодержащих соединений в циркулирующем газе, температуры верха и низа колонны предварительной гидроочистки и расходов гидрогениэата и циркулирующего газа. Подачу воды осуществляют дифференцированно в каждый из реакторов. На смешение с сырьем перед реактор„„. рЦ „„1693025 А1 (я)э С 10 G 35/24, G 05 Р 27/00 (57) Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности на установках риформинга. Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта за счет повышения точности управления. При управлении используется текущая информация о значениях приращений концентрации ароматических углеводородов на выходе каждого иэ реакторов, учитывается характер распределения температуры по слою катализатора при управлении работой первого реактора, осуществляется раздельная подача галогенсодержащего соединения в реактор с оптимальным его распределением по ступеням. 2 ил. ным блоком подается хлорорганическое соединение.

- Ю

Этот способ не позволяет обеспечить, (4 высокий выход целевого продукта в течение C) всего времени эксплуатации катализатора, Я

Это объясняется тем, что оптимальное мо- (Я лярное соотношение вода:галоген в зоне катализа всех реакторов не обеспечивается, так как при таком способе управления это соотношение увеличивается от реактора к реактору при любых количествах подавае- . мой воды в каждый из реакторов, что приводит к понижению содержания галогена на катализаторе и к снижению селективности процесса.

Известно, что в первом реакторе блоков каталитического риформинга протекают в

1693025

10 основном реакции дегидрирования нафтеновых углеводородов, катализируемые металлической функцией катализатора, Во втором и третьем реакторах получают развитие изомеризация олефинов, их циклизация и гидрокрекинг, а также превращение пятичленных циклоолефинов в шестичленные. Роль кислотной функции катализатора в том случае определяющая, а поскольку она в значительной степени зависит от наличия галогена на поверхности катализатора и возрастает от первого к третьему рЕактору, то предположенная в известном способе схема ввода воды и галогенсодержащего соединения приводит к падению активности катализатора во втором и третьем реакторах.

Известен способ управления процессфм каталитического риформинга путем регулирования температуры в зависимости от оТношения прироста концентрации водорода в водородсодержащем газе к приросту концентрации ароматических углеводородов в жидкой фазе.

Недостатком этого способа является невозможность управления процессом с поЛС нз мощью соотношения из-за случайСар ного характера изменения его во времени.

Так при старении или закоксовывании катализатора оно увеличивается из-за более интЕнсивного снижения концентрации Н2 при увеличении "жесткости" процесса, а при дегалогенировании катализатора — увеличивается даже при фиксированной "жесткости".

Причем в последнем случае управление процессом должно выразиться в усилении промотирования катализатора галогеном, так как изменение температуры процесса не приводит к положительным результатам, Того же типа явления происходят и при изМенении качества сырья.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ управления, в котором регулирование температур газосырьевой смеси, подаваемой в реакторы, производится путем изменения подачи топлива в нагреватели. Изменение температуры смеси перед поступлением в первый реактор производится в зависимости от изМенения разности температур на входе и выходе реактора, во второй реактор — от изменения концентрации водорода в циркуЛирующем газе, в третий реактор — от изменения октанового числа катализата, регулирование количества воды и галогенСодержащего соединения. подаваемых в гаЗосырьевую смесь перед подогревателем, 15

55 производится в зависимости от их концентрации в циркулирующем газе.

Однако известный способ не обеспечивает высокий выход продукта во все время эксплуатации катализатора, Это объясняется тем, что регулирование температуры потока гаэосырьевой смеси на входе в первый реактор производится в зависимости от перепада температур на входе и выходе реактора, который предопределяется содержанием нафтеновых углеводородов в сырье и не отражает полной картины протекания процесса в слое катализатора; регулирование температуры потока на входе во второй реактор в зависимости от концентрации водорода в циркулирующем газе является неэффективным, поскольку концентрация водорода в циркулирующем газе мало зависит от работы второго реактора, так как основными "поставщиками" водорода в процессе являются реакции дегидрирования нафтеновых углеводородов, протекающие в первом реакторе и гидрокрекинга в третьем реакторе; регулирование температуры смеси на входе в третий реактор в зависимости от октанового числа каталиэата малоэффективно, поскольку октановое число катализата определяется суммарным количеством ароматических углеводородов, образовавшихся во всех трех реакторах, причем в основном в первых двух и лишь малой части в третьем практически трудно выделить зависимость октанового числа общего потока катализата от режимного параметра именно третьего реактора; подача воды и галогенсодержащего соединения на смешение с сырьем перед первым реактором не обеспечивает оптимального молярного соотношения вода;галоген в зоне катализа каждого реактора, поскольку зто соотношение при таком способе ввода воды и галогена является фиксированным и одинаковым для всех реакторов, тогда как для оптимальной работы реакторного блока необходимо повышение содержания галогена на поверхности катализатора по ходу процесса от первого к третьему реактору в связи с повышением роли кислотной функции катализатора.

Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта за счет увеличения точности управления процессом.

Поставленная цель достигается тем, что регулирование температуры газосырьевой смеси на входе в первый реактор производится в зависимости от текущих значений приращения концентрации ароматических углеводородов в парогазовой смеси на выходе из реактора и изменения характера распределения температуры по высоте слоя

1693025 катализатора. изменение температур на входах во второй и третий реакторы производят в зависимости от приращения концентрации ароматических углеводородов в парогазовой смеси на выходе иэ этих реакторов, количество воды, подаваемой в газосырьевую смесь, регулируют в зависимости от содержания влаги в циркулирующем газе и сырье,.а регулирование подачи галогенсодержащего соединения производят раздельно для каждого реактора в соответствии с заданными малярными соотношениями вода:галоген.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются изменение температуры гаэосырьевой смеси, подаваемой в первый реактор, в зависимости от текущих значений приращения концентрации ароматических углеводородов в парогазовой смеси на выходе иэ реактора и изменения характера распределения температуры по высоте слоя катализатора: изменение температуры смеси на входах во второй и третий реакторы в зависимости от текущих значений приращения концентрации ароматических углеводородов в парогазовой смеси на выходе из этих реакторов; дополнительное регулирование подачи воды в гаэосырьевую смесь перед реакторным блоком в зависимости от изменения содержания влаги в сырье и регулирование подачи галогенсодержащего соединения раздельно для каждого реактора в зависимости от заданных малярных соотношений вода:галоген.

Изменение температуры газосырьевой смеси на входе в реакторы в зависимости от текущих значений приращения концентрации ароматических углеводородов в парогазовой смеси нв выходе из реакторов, причем для первого реактора с учетом характера изменения температуры по слою катализатора, т.е. в зависимости от прямых параметров, наиболее полно отражающих процессы в реакторах, позволяет поддерживать оптимальную температуру на входе в реакторы, Раздельная подача галогенсодержащего соединения на вход в реакторы в соответствии с его расчетным оптимальным количеством для каждого реактора в отдельности позволяет поддерживать оптимальное малярное соотношение вада;галоген в каждом реакторе в соответствии са спецификой его работы и тем самым повышать активность, селектиDHoсть, стабильность работы катализатора и выход целевого продукта.

Сделана попытка дифференцировать по реакторам соотношение. вада:галаген путем

55 раздельной подачи воды в каждый из реакторов. Однако предлагаемый способ приводит к повышению соотношения вода:галоген от первого к третьему реактору при любом количестве подаваемой во второй и третий реакторы воды, что обусловливает относительное понижение содержания галогена на катализаторе и как результат— снижение селективности и активности катализатора в этих реакторах. для которых наличие галогена на катализаторе особенно важно.

Подача воды в газосырьевую смесь перед первым реактором в предлагаемом способе производится в зависимости не только от содержания влаги в циркулирующем газе, но и от ее наличия в сырье, что позволяет повысить точность поддержания соотношения вода:галоген на катализаторе.

На фиг,1 приведена система управления для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 — кривая распределения температуры по высоте слоя катализатора.

Система управления содержит насос 1, подогреватель 2, первый 3, второй 4 и третий 5 реакторы, насосы-дозаторы 6-9, сепаратор 10, компрессор 11, датчики состава сырья 12 и каталиэата 13, и водородсадержащего газа 14, датчики расхода сырья 15, циркулирующего газа 16, катализата 17 и избыточного газа 18, уровня 19, температуры 20-23 и давления 24, регуляторы расходов сырья 25, циркулирующего газа 26, температуры 27 — 29 на входе в реакторы 3 — 5 соответственно, уровня 30 в сепараторе 10 и давления 31, Кроме того, система содержит исполнительные механизмы на линиях подачи сырья 32, циркулирующего газа 33, топлива 34 — 36 в секции подогревателя 2, вывода катализата 37 и избытачнога газа 38 и управляющий вычислительный комплекс (УВК) 39.

Способ осуществляется следующим образом.

Сырье блока риформинга (I) — бензин нефтяного происхождения — с насоса 1 после смешения с циркулирующим вадородсадержащим газом (II) поступает в первую секцию подогревателя 2, кура подается топливный газ (III), Гаэасырьевая смесь нагревается.до 450 — 520 С и после смешения с водой (И) и галогенсадержащим соединением (Ч}, поступающими от насосов-дазаторов

6 и 7 соответственна, подается в первый реактор 3. В реакторе в основном протекают реакции дегидриравания нафтенавых углеводородов, являющиеся зндатермичными, что привар.1т к падению температуры по слою катал,;затора на 30-70 С, Парагазовая смесь:1з реактора 3 через вторую секцию

1693025 подогрезателя 2, где вновь нагревается до

450 †5 С, и после смешения с необходимым количеством галогенсодержащего соединения (V), поступающего от насоса-дозатора 8, направляется во второй реактор 4. В последнем происходят реакции изомеризации и дегидроциклиэации парафиновых углеводородов и дегидроизмеризации нафтеновых углеводородов.

Температура по слою катализатора в реакторе 4 понижается на 10 — 30 С. Парогазовая смесь из реактора 4 через третью секцию подогревателя 2, где вновь нагревается до

450 — 520 С, и после смешения с галогенсодержащим соединением (V), поступающим от насоса-дозатора 9, направляется в третий реактор 5. В последнем 5 заканчиваются реакции дегидроциклизации парафиновых углеводородов и значительное развитие получают реакции гидрокрекинга. Температура по слою катализатора снижается на 5-10 С или увеличивается на

1- 410 С. Газопродуктовая смесь из реактора 5 поступает либо на очистку от непредельных соединений и на охлаждение (в случае работы установки на получение ароматических углеводородов), либо сразу на охлаждение (в случае работы установки на получение высокооктанового бензина) и далее в сепаратор 10, где происходит ее разделение на жидкий катализат (Vl) и водородсодержащий газ, Аппараты очистки и охлаждению газопродуктовой смеси на схеме не показаны. Часть выделенного газа (II) с помощью компрессора 11 подается после очистки и осушки (не показано) на смешение с сырьем, а избыток (Vll) выводится с установки, Жидкий каталиэат направляется далее на разделение, Для аналитического контроля за количеством сырья и продуктов на соответствующих линиях установлены датчики 12-14 составов, Информация с датчиков 12-24 и насосов-дозаторов 6 — 9 преобразуется и поступает в УВК 39. В последнем на основе предварительных исследований взаимосвязей параметров процесса и свойств катализатора вводится условно-постоянная информация, о математических моделях. каждого из реакторов: зависимости выходных параметров (приращений концентрации ароматических углеводородов в парогазовой смеси на выходе из реакторов) от входных(температуры на входе в каждый из реакторов, расхода сырья и содержания фракции, выкипающий в пределах 62-85 С, в сырье), об интенсивности процесса в реакторе 3: аналитические выражения кривых распределения температуры по высоте слоя

10

15 На основе показаний датчиков расхода

15 и состава 12 входного потока и выходных

35 помощью датчика 24, регулятора 31 и исполнительного механизма 38, установленного . на линии вывода избыточного газа. Уровень

55 катализатора (фиг.2) в реакторе 3 в зависимости от срока службы катализатора, об изменении активности катализатора в зависимости от срока его службы: аналитические выражения кривых изменения температуры входа в реакторы во времени. Кроме того, критерии оптимизации работы каждого реактора и уравнения для расчета количеств галогенсодержащего соединения, подаваемого на вход в каждый реактор, в соответствии с заданным молярным соотношением вода:галоген, определяемым текущей активностью катализатора.

13, 14, 17 и 18 в УВК производится проверка соблюдения материального баланса по контуру процесса. При наличии раэбаланса в системе производится проверка показаний указанных датчиков и их корректировка, На основе информации с датчиков 12, 14-16 и с использованием введенной в УВК условно-постоянной информации о заданном молярном соотношении вода:галоген производится расчет количеств воды и раствора галогенсодержащего соединения и выдаются задания насосом-дозатором.

Расходом сырья управляют с помощью датчика 15, регулятора 25 и исполнительного механизма 32. Расходом циркулирующего газа управляют с помощью датчика 16, регулятора 26 и исполнительного механизма 33. Давлением в системе управляют с в сепараторе 10 регулируют с помощью датчика 19, регулятора 30 и исполнительного механизма 37, установленного на выводе нестабильного каталиэата.

Температурой газосырьевой смеси на входе в реактор 3 управляют с помощью датчика 20, регулятора 27 и исполнительного механизма 24, установленного на линии подачи топливного газа в первую секцию подогревателя 2,- в реактор 4 — с помощью датчика 21, регулятора 28 и исполнительного механизма 35, установленного на линии подачи топливного газа во вторую секцию подогревателя 2, в реактор 5 — с помощью датчика 22, регулятора 29 и исполнительного механизма 36, установленного на линии подачи топливного газа в третью секцию подогревателя 2. В вычислительном блоке

39 на основе показаний датчиков входных параметров, введенной. условно-постоянной информации о математических моделях реакторов, об особенностях работы катализатора в зависимости от срока его службы

1693025 проводится расчет оптимальных значений температуры на входе в каждый реактор и выдаются задания регулятором 2, Периодически с заданным интервалом времени производится проверка адекватно- 5 сти моделей реальному процессу путем сравнения фактических текущих концентраций ароматических углеводородов в парогазовой смеси на выходе иэ реакторов, полученных анализом проб потоков на вы- 10 ходе реакторов (отборные устройства на схеме не показаны), и расчетных значений по моделям и корректировка последних.

Способ осуществлен расчетным путем на различных видах сырья. В таблице при- 15 ведены результаты осуществления способа по трем вариантам, соответствующим реальным условиям работы блока каталитического риформинга на промышленной установке, получающей ароматические уг- 20 леводороды. Следовательно, управление по предлагаемому способу позволяет увеличить выход ароматических углеводородов на 1,9-4 Д.

Использование предлагаемого способа 25 управления процессом каталитического риформинга обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: использование при управлении текущей информации о значениях приращений концент- 30 рации ароматических углеводородов в потоках на выходе каждого из реакторов, т.е. не косвенных параметров, а прямых, значительно повышает эффективность управления процессом.

Учет характера распределения температуры 35 по слою катализатора при управлении pa6o- . той первого реактора, в котором происходит интенсивное образование ароматических углеводородов, позволяет более точно учитывать особенности протекания процесса в 40 реакторе и проводить соответствующую корректировку режимных параметров, повышая точность управления, а значит, и выход целевого продукта, Раздельная подача галогенсодержаще- 45

ro соединения в реакторы с оптимальным

его распределением по ступеням способствует оптимизации условий работы катализатора, так как позволяет обеспечивать в каждом реакторе оптимальное соотношение вода:галоген, требуемое равновесное содержание галогена на катализаторе и s результате высокую селективность, активность и стабильность работы катализатора, а значит, высокий выход целевого продукта и длительность межрегенерационного периода.

Формула изобретения

Способ управления процессом каталитического риформинга путем регулирования температуры газосырьевой смеси на входах в реакторы изменением подачи топлива в нагреватели, регулирования расхода воды, подаваемой в газосырьевую смесь в зависимости от содержания влаги в циркулирующем газе, регулирования расхода галогенсодержащих соединений, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта за счет увеличения точности управления процессом, регулирование температуры газосырьевой смеси на входе в первый реактор производят в зависимости от текущих значений приращения концентрации, ароматических углеводородов в парогазовой смеси на выходе из реактора и характера распределения температуры по высоте слоя катализатора, регулирование температуры смеси на входах во второй и третий реакторы производят в зависимости от текущих значений приращения концентрации ароматических углеводородов в парогазовой смеси на выходе реакторов, изменение количества воды, подаваемой в гаэосы рьевую смесь, до пол н ител ьно регулируют в зависимости от содержания влаги в сырье, а регулирование расхода галогенсодержащего соединения производят раздельно для каждого реактора в соответствии с заданным молярным соотношением вода — галоген.

1693025

Месяц, 1989 r, Суммарная концентрация бензола и толуола в какализаторе, мас. ь

Входные условия по сырью

Содержание фракции в пределах

62-85 С в сырье, мас.4

Расход сырья, м /ч фактически на установке по известному способу .

Расчетная по предлалагаемому способу

31,44

32,76

30,85

28,2

27,3

30,1

29,5

28,1

28,7

27

27

Март

Апрель

Май

11rq

111

70(/LE

D lI

l Г )

I д- 7

21

1

12 4 (l I

I — — — Il — 1(Ч !1

111! (! (11 II il Ill (I 1 1(i

11111

I (1

11 1 (! 11

1!,1 !1 ((11

1 Г 1 ( (« !

-ч l !

l I l 4 1l

l(,(г

1(il (ãiË

11 1. ! 4 !11 (lI

1111! (1 (141

I 4 1!11 (11

1(l il !

I l 1 (41! 1! (!11111(11(1! !11

111(I I(+

3j

0. ! . 1

I! (I i 4 4! ! (ill!i

1 !11(41!!

I I! !(г

1(111

4 11 11

411!

1(I I ! !41(1! !

41 (1! ! !!

14 !111!

I 4Ii1l1

li 41 11

l l l

144 (I l!

i l l 1 111(I 1 4 1 1 ! (11

4 1

1 SZ г 1- —— (1 р, 11 f2

Il I 1

111

1l !

I

11

I1 Eio 1 17

I !

11 11

1 4- — — -4--11 11

1693025 ив юж uusspm ли мю зоб mrs

РОГ. 2

Составитель С. Мазина

Техред М.Моргентал Корректор С, Шевкун

Редактор Н. Бобкова

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

Заказ 4050 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Способ управления процессом каталитического риформинга Способ управления процессом каталитического риформинга Способ управления процессом каталитического риформинга Способ управления процессом каталитического риформинга Способ управления процессом каталитического риформинга Способ управления процессом каталитического риформинга Способ управления процессом каталитического риформинга 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам контроля процесса сепарирования в центробежных сепараторах и может быть использовано в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к химической обработке воды методами непрерывной ионообменной очистки

Изобретение относится к регулированию технологических процессов получения углеродных изделий, в частности углеродных волокон и тканей

Изобретение относится к управлению экзотермическими процессами в реакторах полунепрерывного действия и может найти применение в химико-фармацевтической и лакокрасочной промышленности

Изобретение относится к методам и средствам опреснения соленых вод на основе гелиоэнергетических энергоустановок, а именно к аппаратам и технологии фотоэлектродиализного опреснения

Изобретение относится к автоматизации и управлению технологическими процессами в газодобывающей промышленности и позволяет повысить точность контроля при переменном расходе газа

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве сыра

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к переработке бензиновых фракций

Изобретение относится к способам транспортировки твердых частиц из зоны одного давления в зону с другим давлением

Изобретение относится к вариантам способа ароматизации углеводородов

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам управления процессом каталитического риформинга при получении высокооктанового бензина

Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано в установках по очистке промышленных и бытовых сточных вод, технологических газовых выбросов, подготовке питьевой воды и воды плавательных бассейнов, а также в химической технологии, других отраслях народного хозяйства

Изобретение относится к технике для производства кристаллоидных материалов

Изобретение относится к водоочистителю, который раскрыт в преамбуле п.1, в частности к водоочистителю для домашнего пользования
Изобретение относится к способам контроля биологической очистки сточных вод и может быть использовано для контроля процесса очистки сточных вод с активным илом на любых городских, пилотных и лабораторных установках

Способ управления процессом каталитического риформинга

Наверх