Способ управления процессом дегидрирования углеводородов Советский патент 1983 года по МПК C07C5/32 G05D27/00 

Изобретение относится к автомат зации циклических реакционных процессов химико-технологических прон водств, в частности производств из прена и див-инила, и может быть использовано в химической, нефтехими ческой и других отраслях промышлен ности. Известен способ управления труб той печью путем регулирования соот шения сырья и пара в печь с коррек ей по составу сырья tilНедостаток способа заключается в том, что он не предусматривает управление стадией регенерации. Наиболее близким к -изобретению по технической сущности является способ управления процессом дегидрирования углеводородов, осуществля мым в реакторах циклического дейст вия, путем регулирования соотношения расходов сырья и пара в печь, воздействием на расход пара с корр цией по составу сырья, регулирования подачи воздуха на регенерацию температуры пара на выходе печи изменением подачи топливного газа в.печь С2 . Недостаток известного способа заключается в том, что он не обе печивает низких удельных расходов сырья. и энергоресурсов. При использовании известного способа для процесса дегидрировани например, на кальций-никель-фосфатном катализаторе применяется в производствах изопрена и дивинила характеризующемся существенной нест ционарностью, инерционностью и непродолжительностью циклов (порядка 15-20 мин/ , качество регулирования параметров процесса, включая температуру, оказывается невысоким и, следовательно, удельный расход сырья и пара завышен. Применяемый закон подачи воздуха на регенерацию не позволяет поддерживать требу мые температуры в реакторе, что сни жает выход целевого продукта.Кроме того, использование насыщенного пара приводит к перерасходу энергии. Отмеченные факторы не позволяют вести процесс дегидрирования с минимальными затратами сырья и энер гии. , .. Целью изобретения является сниже ние удельных расходов сырья и энергоресурсов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления путем регулирования соотношения расходов сырья и пара в печь, воздействием на расход пара с коррекцией псУ составу сырья, регулирования подачи воздуха на регенерацию и температуры пара на выходе печи изменением подачи топливного газа в печь, подачу топливного газа в печь корректируют в зависимости от средней за интервал дегидрирования температуры на входе реактора и расхода сырья и регулируют суммарную подачу воздуха за интервал регенерации в зависимости от температуры на входе реактора в начале и конце интервала предыдущих циклов дегидрирования. На чертеже представлена принципиальная схема системы управления, реализующей способ. Процесс дегидрирования осуществляют при-температуре порядка 600 С в реакторах 1 с неподвижным слоем катализатора зона S, ограниченного сверху- и снизу слоями инертного теплоносителя (зоны аи 5 ), причем интервалы дегидрирования чередуют с интервалами: регенерации катализаторй показан один реактор в интервале дегидрирования ). Длительность полного цикла 15-20 мин. Сырье подают в реактор в смеси с паром после перегрева в печи 2. Во время регенерации в реактор подают воздух в смеси с паром для выжига кокса. ynpiaBneHHe задвижками, переключающими реактор с дегидрирования на регенерацию и обратно, производят с помощью таймера 3. Система управления включает регулятор 4 расхода воздуха, регулятор 5 температуры пара из печи с датчиком 6 и клапаном 7, регулятор 8 расхода пара на , регулятор 9 расхода сырья на печь 2, датчик 10 состава сырья. Для измерения температуры на входе ы реактор используют датчик 11, установленный в нижней части слоя теплоносителя (зона а JL На схеме показаны также реализованные в управляющей вычислительной машине 12 УВМ функциональные блоки: блок 13 регулирования соотношения расходов пара и сырья, блок 14 регулирования температуры на входе в реакч тор и блок 15 коррекции расхода воздуха. Способ осуществляется следующим образом. С помощью регулятора 4 регулируют подачу воздуха в реактор 1 во время .регенерации. С помощью регулятора 5VIO замеру от датчика 6 регулируют температуру пара воздействием на клапан 7 подачи топливного газа в печь 2. С помощью регуляторов а и 9 регулируют расход пара и сырья, подаваемых через печь 2 в реактор 1. С помощью блока 13, реализованного в УМЕ 12, регулируют соотношение расходов пара г, сырья (э (степень разбавления сырья ) где г- концентрация чистых сырьевых, компонентов в сырьевом потоке, замеряемая с помощью датчика 10. При отклонении текущей величины от заданной X изменяют задание регулятору 8. С помощью блока 14 по информации от датчика 11 (с учетом информации реальном времени цикла, поступающей от таймера 3 ) определяют среднюю за интервал, дегидрирования температуру входе в слой катализатора, например, по следующей рекурентной формуле: Tr; t7-.f(), И) :;:АвГ Ц 1+1 i где i - номер периода работы УВМ Т и - соответственно мгновенно и усредненное значение теМ перату1Ж1. Периодически, через каждые 3-5 циклов работы реактора, корректиру ют задание регулятору 5 «H.-%s() где j - номер цикла работы реактор / ; зад о л, с/ Т.д - уставка на температуру, за даваемая технологом-опера, тором; efc, - эмпирическая зависимость, обеспечивакяцая коррекцию температур для компенсаци влияния расхода сырья на степень превращения за сче изменения времени контакта С помощью блока 15 формируют за дание регулятору 4. График измене, ния подачи воздуха внутри нтервал Грегенерации задают для конкретной технологической установки (в частн лучае, подача воздуха в течение нтервала регенерации постоянна ) и ыдерживают неизменным от цикла к иклу. Периодически через каждые 6-10 циклов работы раактора коррекируют суммарную подачу воздуха за нтервал регенерации ( при неизменном графике подачи внутри интерванапример, ло следующему закодт лтЛ jC jE Tf-1- Л1. 1.боj+l rtpBA при ограничении и дТ уставки где 6 задаваемые технологом-оператором;Ав ЛЯГ f f uTj T-(,H-Cj - разница между значениями температуры на входе в реактор в конце и начале инвервала дегидрирования j-ro цикла. В случае невыполнения условия (4 суммарный расход принимают равным величине которая выбирается с учетом гарантированного выжига кокса за ийтервал регенерации. Коррекция (3) основана на том, что воздух, помимо выполнения своей основной функции - выжига кокса, является хладагентом температура его обычно не :превышает 100°С), и поэтому подача возЛуха существенно влияет на температурный режим процесса. Предлагаемый способ управления позволяет выдерживать эффективные температурные режимы в реакторе, что дает возможность снизить расходные коэффициенты)по основному сырью, (изопентану ) не менее, чем на 1,0 отн.% и по пару - на 0,5 отн.%.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ, осуществляемого В реакторах циклического действия, путем регулирования соотношения расходов сырья и пара в печь, воздействием на расход пара с коррекцией по с.оставу сырья, регулирования подачи воздуха на регенерацию и температуры пара на выходе печи изменением подачи топливного газа в печь, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных расходов сырья и энергоресурсов, подачу топливного газа в печь корректируют в зависимости от средней за интервал дегидрирования температуры на входе реактора и расхода сырья и регулируют суммарную подачу воздуха за интервал регенерации в в зависимости от температуры на входе реактора в начале и конце интервала , предыдущих циклов дегидрирования. (Л С 3aSiuiKiiu вткрытв JaituMittt закрчта