Способ управления процессом дегидрирования Советский патент 1985 года по МПК C07C5/32 G05D27/00 

||аь

Ю

Ф.

Од 1 Изобретение относится к автоматизации процессовJ протекающих на стационарном слое катализатора и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и хронической промышленности. Известен способ управления каталитическим процессом, заключающимся в изменении перепада температур в слое катализатора в зависимости от времени контакта сырья с катализатором D3 . Однако известный споСоб не учитывает физико-химических основ протека ния процесса, и не рассчитан на управ ленив процессом на протяжении всего периода пробега катализатора с учето потери его активности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ управления процессом дегидрирования путем регулирования температуры в реакторе изменением подачи топлива в пароперегреватель в зависимости от расхода сырья, состава сырья и продуктов реакции и регулирования подачи пара в реактор 2j , Однако данный способ не обеспечивает высокого выхода целевого продук та, так как не позволяет рационально управлять процессом с учетом изменяю дейся активности катализатора. Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта. Поставленная цель достигается тем что согласно способу управления процессом дегидрирования путем регулирования температуры в реакторе изменением подачи топлива в пероперегре- ватель в зависимости от расхода сырья, состава сырья и продуктов реакции и регулирования подачи парав реактор, подачу топлива в паропере греватель дополнительно регулируют в зависимости от расхода пара и давления в реакторе, а подачу пара в реактор регулируют в зависимости о расхода сырья, состава сырья и про дуктов реакции, температуры и давления в реакторе. На чертеже изображена принципиальная схема системы управления процессом дегидрирования этиленбензола в реакторе со стационарным слоем катализатора. В реактор 1 поступает сырье (этиленбензол), которое на входе в реактор смешивается в паром, подогреваемым в пароперегревателе 2. Состав сырья и продуктов реакции измеряется соответственно датчикам 3 и 4, расход, сырья и пара - соответственно датчикам 5 и 6, давление и температура в реакторе - соответственно датчикам 7 и 8. Регулирование расхода пара осуществляется с помощью исполнительного механизма 9 , а регулирование расхода топлива в пароперегреватель - с помощью исполнительного механизма 10. В системе используется также вычислительный блок 11. Способ осуществляется следующим образом. Вычислительньй блок рассчитывает величину производной от селективности -по времени с/ пробега катализатора по следующему выражению: dx, - /бХн dX dX, i,jeji nit j rl (C Cv, + Xj4 x,) где K, Хд, степени превращения этилбензола в сттрйрол, толуол, бензол соответственно. Значения х, х и х определяются при решении системы дифференциальных уравнений, представляющих собой математическую модель процесса; ,ii-xrX2-x,ie -4x,Cx.-x,(25 :| utK,tA-x.x,-x, 3) ,Ci(,-x,-Xj-x,)(K,-x,(4) ,.x,,U,.v,V«4(T-TtH)J) где К - константа скорости реакции| и, - линейная скорость смеси; 8, - -константа; Сд - начальная концентрация этилбензола в смеси; высота слоя катализатора; Т}, - температура окружающей средь ; -рем,- средняя теплоемкость смеси; Т - температура реакции; 0 - теплота реакций. «т К - предэкспоненциальыыймножитель;Е - энергия активации; R - газовая постоянная. 82,05 Т,еМо-М„) где Р давление на входе в реактор;сечение реактора; температура на входе в реактор; число молей . этилбензола поступающих, в реактор; N - число молей водяного пара поступающих в реактор. 62.05TQ(NO-Ыу, Вычисленнные значения х, х, х определяются для различных фиксированных значений температуры реакции расхода сырья и времени пробега катализатора, в результате чего опр деляют изменение степеней превращения в стирол, толуол и бензол по времени пробега катализатора: «Зх y,lC4() ... - 41 .. «- - dXg Уа(.() x e 4t;tvy,(.b) (y Подставляя значения x , x и x.j полученные при решении системы диф ференциальных уравнений (2)-(5), и значения их производных, полученны из выражений (9)-(11) в выражение (1), получают аналитическое выраже величины производной от селективно по времени пробега катализатора. 644 Все необходимые расчеты осуществляются с помощью вычислительного блока 11. Кроме того, с помощью вычислительного блока определяются для различных значений расхода сырья NQ значения величины расхода пара Nq и температуры на входе в реактор TO, обеспечивающие максимальный интегрсльный съем целевого продукта с реактора за весь период пробега катализатора. Расчет осуществляется по следующим зависимостям: e,) Mn a,N-e Кг+СгСе-о где/а-, , С - коэффициенты, зависящие от типа реак. тора и от типа катализатораДля описанного процесса мопут быть приняты, например, следующие значения коэффициентов: ЕлПиз п1.13 а;--1Г,Ь, псча , 02 еп102 : , ;с, -. Рассчитанные значения N ц и Тд с-та билизируются с помощью вычислительно го блока 11, выполняющего в данном случае функции регулятора, и исполнительных механизмов 9 и 10. Контроль работы системы и корректировка моделей может осуществляться путем периодического подключения дат чиков 3 и 4, а при их отсутствр.и с помощью периодических лабораторныл анализов. Предлагаемый способ позволяет увеличить съем целевого продукта за период пробега катализатора как i-шнимум на 2% по сравнению с известными способами управления.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦ5ССОМ ,ДЕГИДРИРОВАНИЯ путем регулирования температуры в реакторе изменен сем подачи топлива в пароперегреватель в зависимости от расхода сырья, состава сырья и продуктов реакции и регулирования подачи пара в реактор, отличающийся тэм, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, подачу топлива в пароперегреватель дополнительно регулируют в зависимости от расхода пара и давления в реакторе, а подачу пара в реактор регулир тот в зависимости от расхода сырья, состава сырья и продуктов реакции, темпера- (Л туры и давления в реакторе.