Способ управления циклическим процессом дегидрирования углеводородов Советский патент 1987 года по МПК C07C5/32 G05D27/00 

ем катализатора, Д 12, 13 далвения соответственно над и под слоем катализатора связаны сЭВМ 14. ЭВМ 14 содержит сумматор 16, связанный одним из своих входов с блоком 18- компенсации возмущений по составу топливного газа. Второй вход машины 14 подИзобретение относится к области автоматизации циклических реакционных процессов химико-технрлогиче- ских производств, в частности произ- во дств изопрена и дивинила, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях про- мишлен1 ости.

Цель изобретения - снижение рас- Ходов сырья и энергоресурсов.

На чертеже изобралсена принципиальная схема системы управления процессом, реализующей предлагаемый способ.

Процесс дегидрирования осуществляют в реакторах 1 (показан один из реакторов) с неподвижным слоем (хром- кальций-никель) фосфатного катализатора, переключаемых с помощью логической машины (ЛМ) 2 и гидрозадвижек 3 поочередно с контактирования на регенерацию и обратно. Сырье подают в реактор в смеси с паром после перегрева в печи 4. Во время регенерации в реактор подают воздух в смеси с паром для выжига кокса, откладывающегося на катализаторе во время контактирования.

Система управления процессом включает регулятор 5 расхода сырья, регулятор 6 расхода пара, регулятор 7 расхода воздуха, клапан 8 подачи топливного газа в печь 4, анализатор 9 состава топливного газа, датчик 10 температуры перегретого пара, датчик 11 температуры над, слоем катализатора, датчики 12 и 13 давления соответственно над и под слоем катализатора. ЭВМ 14 содержит таймер 15, сумматор 16, блок 17 регулирования температуры перегретого пара, блок 18 компенсации возмущений по составу топливного газа, блок 19 регулирования температуры контактирования5блок

ключен к последовательно соединенным блоку 17 регулирования температуры перегретого пара, блоку 19 регулиро- вания температуры контактирования и блоку 20 коррекции температуры контактирования. ЭВМ содержит также таймер 15 и программатор 21, 1 ил.

2

20 коррекции температуры контактирования и программатор 21 подачи воздуха на регенерацию.

Способ осуществляют следующим об- разом.

С помощью маишны 2 и задвижек 3 чередуют периоды контактирования и регенерации. Регуляторами 5 и 6 регулируют расход Соответственно сырья и пара, подаваемых через печь 4 в реактор 1, а регулятором 7 регулируют расход воздуха, подаваемого в реактор 1 во время регенерации. С помощью блока 21, реализованного в ЭВМ 14, в каждом периоде регенерации изменяют задание на подачу воздуха по заранее выбранной программе, например следующей: линейный подъем с определенной скоростью а до заданного

значения G расхода и дальнейшая

стабилизация до конца периода регене- раи,ии, т.е.

at

-я GB

G , если t . ---;

о.

, если t -S- ,

где t - текущее время периода регене30 рации.

С увеличением срока службы катализатора из-за его старения количество откладываю щегося кокса уменьшается и поэтому величины а и G

-,,. задают следующим образом:

а а. - bf Т

KOV 7

Gf. - Gpb г, Т KOI т ;

где

кат

-срок службы катализатора, отсчитываемый таймером 15;

-коэффициенты.

С помощью блока 17 регулируют температуру перегретого пара по замеру от датчика 10 воздействием на клапан 8.

С помощью анализатора 9 определяют содержание в топливном газе неорганических примесей (углекислого газа, азота и др.), значительно ухудшающих его теплотворную способность. Такие примеси характерны для побочных продуктов, используемых в производствах мономеров в качестве топ- . ливного газа.

Повышение температуры контактиро вания при снижении активных свойств катализаторов в результате его ста рения (что проявляется в виде его уплотнения и увеличения сопротивления .слоя) увеличивает выходы целевого -продукта (экономия сырья и вод ) . Повышение качества регу

С помощью блока 18 формируют и вы- 15 лирования температурного режима за

дают на клапан 8 через сумматор 16 компенсирующее воздействие, пропорциональное содержанию примесей:

с.чет компенсации возмущений по кало рийности топливного газа уменьшает расход топливного газа и увеличивае селективность процесса (экономия сы 20 рья и водяного пара).

и

ком

КС

где и

ком

- компенсирующее воздействие ; /

Спп - содержание примесей.

Периодически с интервалом дискрет- ности с, , кратным длительности цик-

9 кор-

ла работы реактора, с помощью ректируют задание Т. блоку 17 регулирования температуры пара

Т.

п.

P.-i

6(Т - Т;),

п.ъ

где Т; - задание блоку регулирования температуры пара в момент времени 1 , поддерживая текущую температуру контактирования Т в реакторе, замеряемую с помощыр датчика 11, равной заданию Т

Периодически с интервалом дискрето

с

г

кратным с,

, (-2

(-fs- - целое

ч

число), с помощью блока 20 корректируют задание на температуру контактирования с учетом старения катализатора, косвенно характеризующееся перепадом давления по слою:

р.ъ

Тде

J ,.ъ

Т.

р.э

р--р;),

pj

-начальная.заданная величина температуры контактирования;

-давление соответственно верха (над слоем катализатора), и низа (под слоем катализатора) реактоI

ВНИИПИ Заказ 5942/22

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ра, замеряемое с помощью датчиков 12 и 13; (G ) - коэффициент, зависящий от расхода сырья G .

Повышение температуры контактирования при снижении активных свойств катализаторов в результате его старения (что проявляется в виде его уплотнения и увеличения сопротивления .слоя) увеличивает выходы целевого -продукта (экономия сырья и водя- ) . Повышение качества регулирования температурного режима за

с.чет компенсации возмущений по калорийности топливного газа уменьшает расход топливного газа и увеличивает селективность процесса (экономия сы- рья и водяного пара).

Исключение избыточной подачи воздуха на регенерацию, учитывая его низкую температуру, снижает энергопотребление (экономия топливного

. .

. . За счет внедрения способа в производстве изопрена мощностью 180 тыс.т в год достигается снижение

30 расходных коэффициентов по основному сырью (изопентану) на 0,2% отн., пару - на 0,1% отн.,топливному газу - на 0,7% отн.

Формула изобретения

Способ управления циклическим процессом дегидрирования углеводородов .путем регулирования расходов сырья и пара в печь, воздуха в реактор, а также температуры пара на выходе печи воздействием на подачу ливного газа в печь с коррекцией по температуре контактирования, отличающийся тем, что, с целью снижения расходов сырья и энергоресурсов, дополнительно измеряют перепад давления в слое катализатора реактора и состав топливного газа, определяют время работы катализатора, при этом подачу топливного газа в печь корректируют .пропорционально его составу и произведению перепада давления в слое катализатора . реактора и расхода сырья, корректируют расход возуха пропорционально времени работы катализатора.

Тираж 372

Подписное

Изобретение относится к способу управления циклическим процессом дегидрирования углеводородов, может .быть использовано в химической и нефтехимической промышленности и позволяет снизить расходы сырья и энергоресурсов. Способ реализуется устройством управления процессом, включающим регулятор (Р) 5 расхода сырья, Р 6 расхода пара, Р 7 расхода воздуха. На линии подачи топливного газа. в печь 4 установлены анализатор (А) 9 его состава и клапан 8. Р 7, А 9, датчик (Д) 10 температуры перегре-. того пара, Д 11 температуры над слоeo3di х зодёижка 3 от рь//па -3offSujf(Ka 3affp6//77a (Л