Способ автоматического управления технологическим процессом с рециркуляцией газообразного реагента Советский патент 1986 года по МПК B01J19/00 G05D27/00 

1

Изобретение относится к технике управления каталитическими технологическими процессами, проводим111ми в химических реакторах, и может быть использовано в химической, нефтехимической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является увеличение глубины отбора целевого продукта.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема управления процессом получения бензола путем термического гидродеалкирования толуола; на фиг. 2 - диаграммы изменения техно - логических параметров процесса под действием возмущений при максимально допустимом мольном соотношении сырье-водород.

Схема управления содержит компрессор 1 для подачи подпиточного водородсодержащего газа (ВСГ), компрессор 2 для подачи газообразного реагента (ВСГ), циркулирующего помимо секции регенерации, компрессор 3 для подачи БСГ, циркулирующего через секцию регенерации, секцию 4 регенераций ВСГ, для повышения концентрации циркулирующего ВСГ до 90 об,% секцию 5 реакции, в которой смесь потоков подпиточного, регенерированного и циркулирующего ВСГ направляют на смешивание с толуолом, сепаратор 6 для разделения потока реагента, поступающего из секции реакции на газообразнзпо и жидкую фазы, первичный преобразователь 7 расхода толуола, регулятор 8 расхода толуола с вторичным прибором, регулирующий клапан 9 на линии подачи толуола, первичный преобразователь Ю расхода суммарного ВСГ,регулят,ор 11 расхода, суммарного ВСГ с вторичным прибором,регулирующий клапан 12 на байпасной линии

12470752

ричным прибором, прибор 20 умножения на постоянный коэффициент, прибор 21 алгебраического суммирования, прибор 22 алгебраического суммирования,при5 бор 23 ограничения сигналов, первич- ньй преобразователь 24 расхода подпиточного ВСГ, первичный преобразователь 25 расхода циркулирующего ВСГ, первичный преобразователь 26 расхо10 да ВСГ после секции регенерации, первичный преобразователь 27 расхода ВСГ в секцию регенерации, регулирующий клапан 28 на линии ВСГ из секции регенерации.

15 Способ управления реализуют следующим образом.

При увеличении сброса избыточного ВСГ (графики 16-36, фиг. 2) свыше 500 заданного технологи20 ческим регламентом,что возникает, например, или при увеличении концентрации подпиточного ВСГ (график 1а, фиг. 2) или количества подпиточного ВСГ (график 2а, фиг. 2), или содер25 жания толуола в сьфье (график За, фиг. 2), корректирующий сигнал пре- образователя 17, регулятора 19 через ограничитель 23, сумматор 21 изменит задание регулятору 11 и клапан 12

30 увеличит расход циркулирующего помимо секции 4 регенерации водородсодержащего газа (графики 1в-3в, фиг. 2), а следовательно, и сумматор ВСГ (графики 1г-3г, фиг. 2). В результате произойдет увеличение мольного соотношения сьфье-водород в диапазоне 1:4,5 - 1:6, что приводит к повьш1е- нию стабильности реакционного процесса.

35

40

Так как в соответствии с технологическим регламентом регулятор 18 имеет задание 1000 , а регулятор 16 - 60 об.% (концентрация циркулирующего ВСГ при начальных услоТак как в соответствии с техноло гическим регламентом регулятор 18 имеет задание 1000 , а регулятор 16 - 60 об.% (концентрация циркулирующего ВСГ при начальных услокомпрессора 2, первичный преобразова- виях составляет 56 об.% (графики тель 13 давления перед секцией реак- 1е-3е, фиг. 2), их выходные сигналы, ции, регулятор 14 цией

Нефтехим- для измерения концентрации-ворегулятор 14 давления перед сек- 5 с вторичным прибором, хроматограф 15, например, типа СКЭП

дорода после секции реакции оснащенный электропневматичёским преобразователем, регулятор 16 концентрации циркулирующего ВСГ с вторичным прибором, первичный преобразователь 17 расхода избытка ВСГ, регулятор 18 расхода избытка ВСГ с вторичным прибором,регулятор 19 расхода избытка ВСГ с вто50

поступалош е в камеры разной полярнос ти сумматора 22 равны, и выходной сигнал сумматора 22, определенный величиной сигнала сдвига самого сумматора, не изменяется, сохраняя стабильной величину расхода регенерированного ВСГ (графики 1д-3д, фиг. 2). При одновременном увеличении кон- 55 центрации подпиточного ВСГ и расхода циркулирующего ВСГ концентрация суммарного ВСГ не меняется (графики 1ж-3ж, фиг. 2) . Поскольку загруз40

Так как в соответствии с технологическим регламентом регулятор 18 имеет задание 1000 , а регулятор 16 - 60 об.% (концентрация циркулирующего ВСГ при начальных усло виях составляет 56 об.% (графики 1е-3е, фиг. 2), их выходные сигналы,

виях составляет 56 об.% (графики 1е-3е, фиг. 2), их выходные сигналы,

поступалош е в камеры разной полярности сумматора 22 равны, и выходной сигнал сумматора 22, определенный величиной сигнала сдвига самого сумматора, не изменяется, сохраняя стабильной величину расхода регенерированного ВСГ (графики 1д-3д, фиг. 2). При одновременном увеличении кон- центрации подпиточного ВСГ и расхода циркулирующего ВСГ концентрация суммарного ВСГ не меняется (графики 1ж-3ж, фиг. 2) . Поскольку загрузка Сырья (толуола, показанная на графиках 1и-3и, фиг. 2) и давление в секции реакции (графики 1з-3з, фиг. 2), находятся на номинальных уровнях, выходные сигналы преобразователя 7, множителя 20 и регулятора 1А -на выходной сигнал сумматора 21 не влияют. Посредством регуляторов 8 и 14 осуществляют стабилизацию

ное соотношение сьфье - водород при этом составляет 1:6, что обеспечивает максимальную глубину отбора целевого продукта из сырья.

Такое взаимодействие элементов системы управления процессом позволяет при достижении величинь концентрации подпиточного ВСГ, например, 85 об.% и величины сброса избытка

процесса (графики 1и-3и,1з-3з,фиг. 2) 10 ВСГ, равной 1200 (фиг. 2 коор

В результате выход целевого продукта возрастает (графики 1к-3к, фиг. 2).

При дальнейшем возрастании концентрации подпиточного ВСГ (что показано координатой П, фиг. 2), например, более 82 06.% (графики 1а-3а, фиг. 2), и увеличении сброса избыточного ВСГ, например, более 1000 нм ч (графики 16-36, фиг. 2) ограничитель 23 оставляет корректирующий сигнал регулятора 19 на достигнутом уровнеj регулятор 18 через сумматор 22 увеличивает выход регенерированного водорода через секцию 4 регенерации (графики 1д-3д, фиг. 2); регулятор 11 для сохранения на достигнутом уровне расхода суммарного ВСГ (соответствующего наибольшей, в пределах технологического регламента, кратности циркуляции суммарного ВСГ) уменьшает расход циркулирующего ВСГ помимо секции регенерации ВСГ (графики 1в-3в, фиг. 2). В результате концентрация суммарного ВСГ увеличивается, например, до 76 об,% (графики 1ж-3ж, фиг. 2)J при увеличении концентрации ВСГ после секции реакции до 60 об.% (графики 1е-3е, фиг. 2) регулятор 16 осуществляет стабилизацию достигнутого уровня концентрадии циркулирующего ВСГ. Моль

ное соотношение сьфье - водород при этом составляет 1:6, что обеспечивает максимальную глубину отбора целевого продукта из сырья.

Такое взаимодействие элементов системы управления процессом позволяет при достижении величинь концентрации подпиточного ВСГ, например, 85 об.% и величины сброса избытка

ВСГ, равной 1200 (фиг. 2 коор

дината Ш), обеспечить стабилизацию параметров процесса на достигнутом оптимальном уровне и получить мак- сималбиый-выход целевого продукта.

При уменьшении концентрации подпиточного ВСГ управление режимами процесса осуществляется в обратной последовательности.

Для предотвращения повьш1ения давления в секции реакции вьш1е заданного регламентом, например из-за недопустимого увеличения расхода суммарного ВСГ осуществляют коррекцию работы регулятора 14 взаимодействием, через сзт матор 21 на регулятор 11. При этом согласующий блок 20 с коэффициентом усиления К 1 позволяет установить необходимое оптимальное соотношение расходов сырья и суммарного ВСГ.

Использование данного способа управления обеспечивает в широком диапазоне возмущающих воздействий поддержание максимального мольного соотношения сырье - водород, контроль и управление расходами црркулирующе- го ВСГ, расходом суммарного ВСГ, производительности секции реакции, величиной сброса избытка ВСГ. Выход целевого прод укта при этом может быть увеличен на 6%.

22

75

П Ш

Составитель Г.Огаджанов Редактор Н.Слободяник Техред В. Кадар Корректор И.Муска

4047/9

Тираж 527 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4