Способ управления процессом дегидрирования углеводородов Советский патент 1986 года по МПК C07C5/32 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации циклических реакционных процессов химико-технологических производств, в частности производств изопрена и дивинила, и может быть не- пользовано в химической, нефтехимической и других отраслях промьшменНОСТИо

Целью Изобретения является снижение расхода сьфья и энергоресурсов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема системы управления процессом; на фиг. 2 - циклограмма процесса

Процесс дегидрирования осуществляют в реакторах 1 и 2 с неподвижным слоем катализатора, переключаемых с помощью логической машины 3 поочередно с -контактированием на регенерацию и обратно (на схеме реактор 1 nor казан в период контактирования, а ре актор 2 - регенерации). Длительность полного цикла 15-20 мин. Сырье подают в реактор в смеси с паром после нагре ва в печи 4. Во врейя регенерации в реактор подают воздух в смеси с па- ром для вьшшга откладывающегося во время контактирования кокса.

Система управления процессом включает (фиг. 1) регулятор 5 расхода сьфья с датчиком 6, регулятор 7 расхода пара на печь с датчиком 8, регулятор 9 давления топливного газа на печь с клапаном 10, датчик 11 расхода воздуха на регенерацию, датчик 12 расхода газа регенерации, дат- чик 13 температура пара на выходе печи, клапан 14 подачи воздуха и клапаны 15 подачи топливного газа в горелки печи. На схеме показаны также функциональные блоки: блок 16 регулирования расхода воздуха, блок 17 программного изменения за,цания на расход воздуха, блок 18 регулирования температуры пара на вы

ходе печи, блок 19 ксррекции давле ния топливного газа, блок 20 определения расхода пара на контактирование, блок 21 регулирования соотноше- гшя расхода сьфья в печь и пара на контактирование и блок 22 синхронизации „ Перечисленные функциональные блоки реализованы в управляющей вы- чирлительной машине (УВМ) 23. Способ осуществляют следующим

образом.

С помощью регуляторов 5 и 7 регу- лируют расход соответственно сырья и пара, подаваемых через печь 4 в реакторы 1 и 2.

s - 0 5

о

0

С помощью блока 16 по замеру от датчика 11 регулируют расход воздуха воздействием на илапан 14. В связи с наличием скачкообразных возмущений по давлению воздуха, используют 1ШД- закон регулирования. В течение интервала регенерации каждого цикла задание на расход воздуха изменяют с помощью блока 17, например, по следующей программе: линейный подъем расхода от нулевого до номинального значения со скоростью, обеспечивающей выход на номинал не быстрее 1 мин, и последующая стабилизация (фиг. 2).

На фиг. 2 пунктиром показана подача воздуха в начале интервала регенерации по известному способу.

С помощью блока 18, реализованного в УВМ 23, регулируют температуру пара по информации от датчика 13 одновременным воздействием на клапаны 15. С помощью регулятора 9 регулируют давление топливного газа на печь воздействием на клапан 10, установленный на общей линии подачи топливного газа в печь. Периодически (с интервалом t) с помощью блока 19 корректируют задание регулятору 9, например, по следующему закону:

ММН ипкс

О, если и

f.(ЛС|КС

о , если и х и

-б, если и и (1)

где дР - величина цриращения задания

по давлению на одном шаге; и - текущее положение клапана 15, определяемое по величине управлякицего сигнала на них;

S

5

иакс

и

и , - максимально и минимально

допустимое положение клапанов 15.

Величину Т выбираю так,чтобы она превышала длительность переходных процессов в печи CL о-ЗО мин).

На клапанах 15 используют байпас- ные потоки, что повышает точность, и одновременно сужает шкалу регулирования. Коррекция (1) давления топливного газа при выходе клапанов 15 на допустимые границы представляет собой грубое регулирование для расширения шкалы,

Пар, перегретый в печи 4 до температуры около , распределяют .между реакторами 1 и 2. Из-за .ft.

сутствия задвижек, надежно работаю- при указанной температуре, распределение осуществляют за счет соотношения сопротивлений линий контактного газа и газа регенерации. Из-за отсутствия расходомеров, надежно работающих при указанной температуре, расход пара на контактирование определяют из материального баланса с помощью блока 20 следующим образом

G,.. Gj-(G..p -G,), (2) где G - расход пара на печь, определяемый по информации от датчика 8;

расход газа регенерации, определяемый по информации от датчика 12;

Gg - расход воздуха, определяемый по информации от датчика 11 . С помощью блока 21 регулируют соотношение расхода сырья, определяемого по информации от датчика 6, и расхода пара, определяемого по формуле (2).

С помощью блока 22 осуществляют синхронизацию работы УВМ 23 с цикличностью работы реакторов путем анализа сигнала о начале цикла от логической машины 3, основной функцией которой является реализация цикличности работы реакторов по заданной временной программе. Она имеет таймер, отс.читывающий время с начала до окончания цикла, затем время следую- щего цикла и т.д. (например, длительность цикла, равную 16 мин). В заданные моменты логическая машина 3 открывает либо закрывает соответствующие задвижки.

Так, в начале цикла реактора 1 (фиг. 2) открываются задвижки, показанные открытыми на фиг. 1, и одновременно эакрьшаются задвижки, показанные на фиг. 1 закрытыми. Через 8 мин

т.е. через 1/2 цикла, осуществляется обратное: открытые задвижки закрываются, а закрытые - открываются. Еще через 8 мин процесс повторяетсч и т.д.

Кроме указанной основной функции логическая машина 3 выполняет некоторые логические операции, связанные с взрывоопасностью производства. В частности, осуществляется контроль и блокирование одновременного открытия некоторых задвижек. Например, не допускается одновременная подача в один реактор сырья и воздуха.

Блок 22 получает сигнал от таймера блока 3 и фиксирует моменты начал циклов 1-го и 2-го реакторов. Реализация временных программ внутри циклов для управления, в частности, подачей воздуха осуществляется с помощью ЭВМ, имеющей свой собственный таймер. Такая синхронизация необходима из-за погрешностей таймеров блока 3 и ЭВМ.

Ограниченная подача воздуха в начале регенерации снижает общее его количество за интервал регенерации (экономия топливного газа) уменьща- ет переокисление катализатора и исключает его перегревы за счет вспыше (экономия сьфья). Двухступенчатое регулирование температуры пара повышает качество поддержания заданного температурного режима процесса (экономия сьфья). Использование косвенного замера пара на контактирование повьш1ает качество регулирования соотношения расходов сырья и пара (экономия паоа ) Использование способа управления в производстве изопрена позволяет снизить расходные коэффициенты по основному сырью (изопентану), пару и топливному газу.

«XМЗоМижтоткрыта

Зодбижко

закрыто Шз регенерации

Расход сырья

Расход

сырья бр-р1

Расход

пара

6р-р1

Расход

пара

6р р2

Расход So3dyxa др-р1

Расход,

бозддха

6р-р2.

О

Составитель Г.Огаджанов Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Колб

Заказ 4880/19 Тираж 379Подписное

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

fpuz.2