Устройство для автоматического управления реактором дегидрирования углеводородного сырья

 

Использование: изобретение относится к устройствам автоматического управления технологическими процессами и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности, в частности при автоматизации процесса дегидрирования углеводородного сырья. Сущность: в устройство для полного использования потенциальной возможности каждого слоя катализатора осуществляется секционная подача сырья в реактор, для чего устройство дополнительно содержит датчики , регуляторы расходы сырья и регулирующие клапана. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 07 С 5/32, G 05 0 27/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

-М;;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ":-:-::--: ":::: .""

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 . (21) 4859383/26 (22) 14,08.90 (46) 30.05.93. Бюл. М 20 (71) Институт нефтехимических процессов

АН ASCCP (72) А.Г.Абилов и P.È.Aëèÿðoâ (56) Авторское свидетельство СССР

М 1263690, кл. С 07 С 5/32, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ ДЕГИДРИ РОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ (57) Использование: изобретение относится к устройствам автоматического.у фавления

Изобретение относится к устройствам для автоматического уйравления технологическими процессами и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, в частности при автоматизации процесса дегидрирования углеводородного сырья.

Цель изобретения — повышение произ" водительности и селективности процесса, снижение расхода водяного пара на единицу подаваемого этилбенэола.

Поставленная цель достигается тем, что для полного использования потенциальной возможности каждого слоя катализатора осуществляется секционная подача сырья в реактор, для чего устройство дополнительно содержит датчики, регуляторы расхода сырья и регулирующие клапаны, причем, датчик расхода сырья подключен к первому входу регулятора, второй вход которого соединен со вторым выходом вычислительйого блока, а выход с регулирующим клапаном расхода сырья.

«5U„„1813327 А1 технологическими процессами и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности, в частности при автоматизации процесса дегидрирования углеводородного сырья.

Сущность; в устройство для полного использования потенциальной возможности каждого слоя катализатора осуществляется секционная подача сырья в реактор, для чего устройство дополнительно содержит датчики, регуляторы расходы сырья и регулирующие клапана.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.

На основании математической модели процесса вычисляются концентрации компонентов на выходе первой секции. Математическая модель процесса дегидрирования этилбензола в стирол составленная в виде дифференциальных уравнений. имеет вид

dC<

dÕ

= (K1 + K2+ Кз + КБ)С1 - 8 К4С1СБ бСв — К1С1-(К6+ К7+ К9)С2 8 К8С1С5 о г

dc бх

= К2С1+ К6С2

dф

= КЗС1+ К7С2

dC, dl

= -10,5 К1С1СБ — 10 К6С2СБ где С1, С2, Сз, Се - концентрации этилбензола, стирола. бензола и толуола, а С6 — кислорода;

Ki — константы скоростей соответствующих реакций;

1818327 г= V IVpc — условное время контактирования;

V< — объем катализатора;

Vpg — пароэтилбензольной смеси.

Так как в известном устройстве необходимо было решать только вопрос температурного распределения по длине реактора, поэтому приводилось только уравнение теплового баланса.

Наряду с целевыми и побочными продуктами определяется количество непрореагироваваего сйрья. Затем вычисляется количества сырья необходимое для подачи в секцию из расчета, что сумма непрореагировавшега и дополнительно подаваемого сырья в секцию равнялась количеству подаваемого сырья на вход реактора. В результате вычисленнбе оптимальное количество сырья в виде сигнала со второго выхода вычислительного блока поступает на второй вход регуляторов расхода сырья по секциям, на первйе выхода которых подаются

Йнформации с датчиков. Воздействуя выходами регуляторов на регулирующие клапана, поддерживают необходимую подачу сырья в секцйю.

П р и и е р, При подачи 1 моля этилбензола через реактор, на выходе иэ реактора получается 0,622 моль целевого продукта— стирала, а при дополнительной секционной подаче сырья получается 0,9058 моль стирала. При этом в каждую секцию дополнительно подается 0,345 моль этилбензола. Общее количества подаваемого сырья в реактор будет: 1 моль + 2.0,345 1,69 моль. В первом случае (т,е. без секционной подачи сырья) количество непрореагировавшего сырья составляет 0,28 моль, в при секционной подаче — 0,564 моль.

Селективность по основному изобретению определяется по формуле и составляет

8 = „— ->т8 300$ -86,4 моль

0,622

На основе предложенного устройства она равна

8 = 1.ф — 0354" 100 = 88,3Я моль

0,9058. В результате секционной подачи сырья через реактор за один проход пропускается

1,69 моль этилбензола, при прежней подачи водяного пара, т,е. — 18 моль.

Таким образом для полного использования потенциальной возможности каждого слоя катализатора в дополнительном изобретении осуществляется секционная подача сырья в реактор и тем самым достигают повышения производительности Do стиралу в 1 4 раза, селективности процесса в 1,9 и снижают расход водяного пара на единицу подаваемого зтилбензола в пределах 1,5—

1,6 раза.

Формула изобретения

Устройства для автоматического управления реактором дегидрирования углеводородного сырья, содержащее линию подачи сырья с последовательно установленными первым датчиком расхода сырья, первым

10 исполнительным механизмам и смесителем, регуляторы расхода сырья и пара, линию подачи пара в смеситель с установленными на ней датчиком расхода пара и исполнительным механизмом, пер15 вый, второй и третий датчики температуры зон реактора, первую, вторую и третью линии подачи кислорода в эоны реактора, на каждой из линий установлены датчик расхода кислорода и исполнительный механизм;

20 первый, второй и третий регуляторы расхода кислорода, вычислительный блок, блок сравнения, блок задания температуры, многоканальный блок задания расходов кислорода и реле переключения, при этом первый

25 датчик расхода сырья через соответствующий регулятор соединен с управляющим входом исполнительного механизма на линии подачи сырья, с первым входом регуля-тора расхода пара и с первым входом

30 вычислительного блока, выход датчика расхода пара через соответствующий регулятор соединен с управляющим входом исполнительного механизма на линии под.ачи пара, а также с вторым входом вычис35 лительнаго блока, выходы первого, второго и третьего датчиков температуры соединены с третьим, четвертым и пятым входами вычислительного блока соответственно, выход каждого из датчиков расхода кислорода

40 через регулятор соединен с управляющим входом соответствующего исполнительного механизма на линиях подачи кислорода в зоны реактора, второй вход каждого из регуляторов расхода кислорода соединен с со45 ответствующим первым выходом реле переключения, выход блока задания температуры соединен с шестым входом вычислительного блока и первым входом блока сравнения, выходы которого соединены со

50 входами реле переключения, седьмые входы вычислительного блока соединены со вторыми выходами реле переключения и первыми выходами многоканального блока задания расходов кислорода, второй вход блока сравнения соединен с вторым выходом блока сравнения, третьи входы которого соединены с вторыми выходами многоканального блока задания расходов кислорода, выходы блока сравнения соединены с входами реле переключения, о т л и1818327

Составитель А.Абилов

Техред M,Moðãeíòàë

Корректор Л.Ливринц

Редактор

Заказ 1925 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и селективности, уменьшения удельного расхода пара, оно дополнительно содержит вторые и третьи датчики расхода сырья, регуляторы расхода сырья и исполнительные механизмы, установленные на второй и третьей линиях подачи сырья в зоны реактора соответственно, причем выходы второго и третьего датчиков через второй и третий регуляторы расхода сырья соединены с управляющими входами второго и третьего исполнительных механизмов на линиях подачи сырья соответст5 венно, второй и третий выходы вычислительного блока соединены с вторыми входами соответствующего второго и третьего регуляторов расхода сырья.