Способ определения избирательности дегидрирования Советский патент 1986 года по МПК C07C5/333 

«122

Изобретение относргтся к нефтехимической технологии, конкретно к опсе- елению избирательности дегидрирования С насыщенных углеводородов до соответствующих олефнновьгх углево- дородой,; и может быть использовано для контроля качественных пока гателей производства.

Цель изобретения упрощение и повышение тогпюсти определения избирательности.

Пример I , Определяют избу,- рательность процесса дегидрирования бутана до бутена в реактора с неподвижным слоем алзомохромового катализатора при 520-580 С и нагрузке 400 2000 м сырья/Vi катализатора в час,, для чего измеряют теплопроводнасть контактного газа, плотность контактного газа,, расход сырья и транспор- тир гющего катализатор газа и рассчи- тьшают избирательность по гЬормуле:

Х;,-0,09(,(,,,-к, 3, - -

з

а,,х(а,,- ,, )

S - избирательность;

X, - п,)1отность контактного

газа, кг/м ; ,, - расход сырья, хг/ч; ,, - расход транспортирзаощего

катализатор газа, X , - теплопроводность контактного газа. Вт/:м гр д; d -- плотность транспортирующего катализатор гг.за, кг/м ;

редварительно определяют зк:аче- коэ(|я|)И11;иентов 3, d , d , и & , лиых зфавненийс

. где

V - объемное содержание водорода в контактном газе

5 а,Их,х )-а.

ИдИг Ч -л.

X,X -QOey{X -(c3,X,)j

(1

-Xj(,JJ

Определяют хроматографи геским методом состав контактного газа. Пло,- ность контактного газа X, рассчитывают в соответствии с уравнением Менделеева-Клапейрона

ь Р и

М

гдз п - номер эксперимента (в дан- ком случае для расчета бе

1 i2

рут данные 15 экспериментов);

Р - давление (9,81 - 10 Т - температура (293 К)j R универсальная газовая постоянная (8314 Дж/кмоль X X град);

1, М ) 1 С; - молекулярная масса

1 Д

i-1контактного газа

п-го эксперимента, кг/кмоль;

С - объемное содержание i-ro компонента в контактном

газе., %;

М - молекулярная масса 1-го компонента контактного газа, кг/кмольо

Теплопроводность контактного газа вычисляют методом Линдсея-Бромли. Для этого находят параметры А по формуле:

- 02

,{,.

F,. т I -

1,5 Т,.

Т+ 15 Т

ly г

компоненты контактного газа; вязкость i-ro компонента нс/м I - температура кипения i-ro компонента, К;

сть контакт ного газа менте вычисляют по

С, Л

g

с А ,

гце Л I теплопроводность компонента, Вт/м-град.

На фиг,1 нанесены точки с ординатами у 0.01 С, и абсциссами Хч УраБ1- ение регрессии находят известным М€ тодом наименьших квадратов , Получено : V 0,0797 + 0,00697 Xz,, т.е. aj 0,00697; &, 0,0797.

Яс1лее с учетом Xj О (эксперименты проводили ка лабораторной установке с неподвижным слоем катализатора) рассчитыва,ют функции f (XiXjj i,) rifiK каждого эксперимента по зфавне- нию (4),

Избирательность S вычисляют в соответствии с уравнением:

rv П

II Q 9

S --100

100 d

U .

где gy, gj, gg - массовое содержани бутана, бутилена, дивинила в контактном газе, %;

10/5 S о -2- ---поправочный ко эффиУ i i Р , циент на кокс;

Р I - массовая доля водорода в i-й молекул контактного газа.

В табл.1 - 3 представлены результаты промежутэчных расчетов.

После этого определяют коэффициенты бо и й .

На фиг. 2 нанесены точки с ординатами 5 и абсциссами (Х,Хг, х , , хО. Уравнение регрессии S-fz ( f) рассчи- тьшают методом наименьших квадратов. Получено: S -29,6 + 5l,3i

(.,.Дз.Ч) г-е- . 29,6; d, 51,3.

Таким образом, уравнение (1) принимает вид:

.og6gzx oo797)x,x,o-xl

и - ь-1,

(/ - 0,0069 .0797)x,(I-X И (

В дальнейшем для определения избирательности при работе на данной установке достаточно измерить величины Х , Х , X, , Х и по формуле (5) рассчитать искомую избирательность процесса. Остаточное стандартное отклонение избирательности 6,, составляет 2 абс.%. Для наиболее часто применяемого уровня значимости 5% при нормальном распределении погрешность составляет 1,9б5(,.-г

Нормальность распределения величины 5 51,3f (x,,Xj,Xj,Xj - 29,6 проведена по методу средних абсолютных отклонений.

Таким образом,погрешность определения избирательности предлагаемым способом составляет 3,9%, при этом погрешность прототипа для приведенного примера 8,5%.

Пример 2. Определяют избирательность процесса дегидрирования бутана на алюмохромовом катализаторе по формуле (I). Для предварительной идентификации коэффициентов АО 1 ° 1 dL А 1 берут выборку из

27614

70 лаборйтор:-;ых анализов контактного газа. Аналогпчтю npi-пчеру 1 определяют коэффициенты .Т1 нейных уравнеш-5Й и J и л , и полз чают: Л 12,3; 5 а , О J О .

Затем вычисляют функцию} ,X,,, Х,,Х,) по уравнснттю (4) и находят коэффн- с1 и d, (а„ 39,5; 3,, 8,3). При плотности транспортирзтошего газа

10

а 1,0 кг/м уравнение (1) при- н1-1мает вид:

Плотность контактного газа замеряют плотномером, расходы транспор- тир тощего катализатор газа и сырья- известным методоь переменного перепада давления с помощью камерных

диафрагм и д гфманометров ДЦ-13Д.

Для измерения теплопроводности контактного газа применяют промышленный хроматограф ХП-499 в непрерывном варианте, т.е. из наго изьмают раздели

тельные колонки и кран-дозатор, а контактный газ непрерьшно в детектор по теплопроводности. Унифицированные пневматические сигналы с четырех приборов через пневмоэлек- трические преобразователи ПЭ-55М идут на микроэвм СМ-1800, где происходит расчет избирательности в соответствии с формулой (6).

Погрешность определения избира- тельрюсти по изобретению составляет 3,5%, погрешность по прототипу 5,6%. Пример 3. Непрерьшное определение избирательности в процессе дегидрирования изопентана производят аналогично примеру 1. Дегидрирование изопентана проводят в реакторе при 5507580°С и нагрузке по сырью 80- 120 ьг /м ч . При предварительном исследовании процесса получают следующие значения коз4 |4Л1циентов : а, 78,4; а. 51,0; а, 13,4; а 0,09. При d2 1 уравнение (1) принимает

вид:

-0,04,13.- ,

il 05 - J н Л, U X, X, О 1 -А И

-, 2. л

Па фиг. 1-: 2 даны кривые опреде- коэффициентов d,, , Л, 1л а,-, °

Вычислител1эная машина производит , расчет избкрате п носч и но формуле (7), Погрешность определения изОирательS-3

ЧИ,0-Л,Л

(S, (f )

ности по ;1зс1бретснию составлю погрешность по прототипу 11,:

;т 5,3%.

Результаты промежуточньк расчетов

Результа

:гы.промехуточяык р«счетор то газа

С,, обЛ

Таблица I

30 зг 3if ж 3S -г,,

.f

/е

,soss7x / « И},0737

,,3 -f(M,,g,s.)

X

X

Ж-J.

f.7

Ф(Л . I

. ,

/Аг:.,,,

J-..

Редактор A, Orap

Составитель H, Кириллова

Техред Й.ВефесКорректор Г.Решетник

2259/25 Тираж 379Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва. Ж-35 , Ра:утпская наб. , д.4/5

-IПроизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4