Способ автоматического регулирования процесса синтеза диметилдиоксана Советский патент 1986 года по МПК C07C11/18 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации химических процессов и может быть использовано в нефтехимической и химической промышленности при авто матизации процесса синтеза диметилдиоксана. Цель изобретения - уменьшение непроизводительных затрат изобутилена и формальдегида. На чертеже представлена принципи {.ная схема реализации предлагаемог способа. Схема содержит реактор 1 или не.сколько реакторов, датчик 2 расхода формальдегидной шихты, датчик 3 концентрации формальдегида в шихте, локальный регулятор 4 расхода формальдегидной шихты, исполнительный механизм 5, расположенный на линии подачи формальдегидной шихты, датчик 6 расхода изобутан-изобутиленовой фракции, датчик 7 концентрации изобутилена в изобутан-изобутиленовой фракции, локальный регулятор 8 расхода изобутан-изобутиленовой фра ции, исполнительный механизм 9, рас положенный на линии подачи изобутан изобутиленовой фракции, датчик 10 расхода триметилкарбинола, вычислительное устройство 11, датчик 12 ко центрации изобутилена в масляном сл на выходе реактора, датчик 13 концентрации формальдегида в водном слое на выходе из реактора, локальный регулятор 14 расхода триметилкарбинола, исполнительный механизм 15, расположенный на линии подачи триметилкарбинола, датчик 16 расхода водного слоя и датчик 17 ра хода масляного слоя. Автоматическое регулирование соо ношения изобутилен/формальдегид осу ществляется следукндим образом. Сигналы с датчика 2 расхода формальдегидной шихты, датчика .3 концентрации формальдегида, датчика 6 расхода изобутан-изобутиленовой фракции, датчика 7 концентрации изо бутилена, дат11ика 10 расхода триметилкарбинола, датчика 12 концентрации изобутилена в масляном слое и датчика 17 расхода масляного слоя н выходе из реактора, датчика 13 концентрации формальдегида в водном слое и датчика 16 расхода водного слоя на выходе из реактора одновременно поступают в вычислительное ус ройство 11, в котором определяется щее значение соотношения изобути/формальдегид по формуле п ° G,C, G, - расход изобутан-изобутиленовой фракции; С - концентрации изобутилена в изобутан-изобутиленовой фракции; GJ - расход формальдегидной шихты;Cj - концентрация формальдегида в формальдегидной шихте. При наличии проскока по изобуену вычислительное устройство 11 еделяет точное значение соотношеизобутилен/формальдегид по фореп 515л1 С GiCiiCCI CtiGr С - концентрация изобутилена на выходе из реактора; С - заданный предел концентрации изобутилена на выходе из реактора; G - расход масляного слоя. С учетом соотношения Пу устанавлится более низкое значение расхода бутан-изобутиленовой фракции G 2§дСа ( с, с, При наличии проскока по формальиду вычислительное устройство 11 еделяет точное значение соотношеизобутилен/формальдегид по форе i-JL j.J. G, (C -cfjG С, - концентрация фopмaльдe идa на выходе из реактора; С, - заданный предел концентрации формальдегида на выходе . из реактора; G - расход водного слоя. С учетом сос тношения п, устанавлится более высокое значение расхоизобутан-изобутиленовой фракции .- г 5i С, - G,C2-(,)Gb более низкое значение расхода мальдегидной шихты h G G - ie-iCilet о о 2 С n,C, При введении триметилкарбинола в реактор синтеза диметилдиоксана в вычислительном устройстве 11 допо нительно уточняется заданное значение соотношения изобутилен/формаль Д ГВДг г -кг- г Д G Cy-bGjCjg G Cj-aGj где b - эмпирический коэффициент; G - расход триметилкарбинольной фракции; С, - концентрация триметилкарбинола;М - молекулярная масса изобутилена;М - молекулярная масса триметил карбинола. После этого корректируют расход иэобутан-изобутиленовой фракции по формуле G G (1 - ). с, Следовательно, задание на соотно шенне реагентов определяют по форйулеn §i2i: 5li §a СзС,-лг.в Выходные сигналы из вычислительного устройства 11 поступают на регу лятор 4 расхода формальдегидной ших.ты, который воздействует на исполнительный механизм 5 и на регулятор 8 расхода изобутан-изобутиленовой фрак ции, который воздействует на исполни тельный механизм 9. Количество триметилкарбинола, возвращаемого в реактор в виде триметилкарбинольной фракции, определяется условием достижения равновесной гидратации изобутилена. Поэтому коли чество подаваемого триметилкарбинола (G)должно быть по значению не менее равновесного, а именно G C-Gr K где G - равновесное количество триметилкарбинола в реакционном объеме, рассчитан ное по формуле „. где Н, и 4, - коэффициенты распределения соответственно . изобутилена и триметилкарбинола между сплошной водной и дисперсной масляной фазами;с и Vj - объемы сплошной и дисперсной фаз в реакторе;-,k и k - константы скорости реакций гидратации изобутилена и дегидратации триметилкарбинола; oi - конверсия изобутилена. При снижении расхода триметилкарбинола, когда Gj G, сигнал с дат1чика 10 поступает в вычислительное устройство 11, которое определяет GTMK О величину расхода G, по текущим значениям G. и С. и изменяе расход триметилкарбинола на величину разности между равновесным значением и текущим расходом ТМК ,. Таким образом, использование предпагаемого способа позволяет производить регулирование соотношения изоэутилен/формальдегид с учетом концентраций изобутилена и формальдегиа на выходе из реактора и подачи возратного триметилкарбинола, благодая чему сокращается расход изобутанзобутиленовой фракции и формальдеидной шихты. Это приводит также к.соращению затрат на перерабртку масляого и водного слоев и на выделение епрореагировавших изобутилена и форальдегида,снижая тем самым непроизодительные затраты. Данный способ регулирования позоляет изменять как расход изобутанзобутиленовой фракции, так и форальдегидной шихты, б;1-агодаря чему овышается оперативность вмешаельства в ход процесса.Он учитыват подачу возвратного триметилкарбиола в реактор, что дает возможость дополнительно снизить расход зобутан-изобутиленовой фракции.

Маслямь1й с/той

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СИНТЕЗА ДИМЕТИПДИОКСАНА путем регулирования соотношения расходов изобутан-изобутиленовой фракции и формальдегидной шихты на входе в реактор изменением расхода одного из реагентов в зависи-. мости от концентраций формальдегида в формальдегидной шихте и изобутиле- . на в изобутан-изобутиленовой фракции, отличающийся тем, что, с целью уменьшения непроизводительных затрат изобутилена и формальдегида, дополнительно измеряют расход масляного слоя на выходе реактора и концентрацию изобутилена в нем, расход водного слоя на выходе реактора и концентрацию формальдегида в , расход триметилкарбинольной фракции, возвращаемой в реактор, и концентрацию триметилкарбинола в ней, и корректируют расход одного из реагентов в зависимости от расходов триметилкарбинольной фракции, вoзвpaщae ;oй в реактор масляного и водного слоев (Л на выходе реактора, концентраций изобутнлена в масляном слое, формальдегида в водном слое и триметилкарбинольной фракции. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что расход триметилкарбинола, возвращаемого в реактор, регулируют в зависимости от расхода изобутан-изобутиленовой фракции и концентрации изобутилена в ней.