Способ управления процессом алкилирования ароматических углеводородов Советский патент 1989 года по МПК B01J31/22 C07C15/73 G05D27/00 

31505574

приготовления катализаторного коми- лекса; 9, 11 - соответственно исполнительные механизмы на линиях нодачи хлористого алюминия и инициатора для приготовления катал 1заторного комплекса; 12 - линия подачи свежего катализаторного комплекса н алкила- тор; 13 - датчик расхода свежего катализаторного комплекса; 14 - испол- Q нительный механизм для регулирования расхода свежего катализаторного комплекса; 15 - линия подачи этилена в алкилатор; 16, 17 - соответственно датчики расхода и влажности этилена; 15 18 - линия возвратного катализаторного комплекса;.19, 20 - соотнетст- венно датчик расхода и исполнительный механизм на линии вознратного катализаторного комплекса; 21 - ли- 20 АРСР ния подпитки возвратного катализа- торного комплекса инициатором; 22, 23 - соответственно датчик расхода и исполнительный механизм на этой линии; 24,25 - соответственно линии 25 подачи бензола и полиалкилбензолов в алкилатор; 26 - суммарньй поток жидких продуктов в алкилатор; 27, 28 - соответственно датчики расхода и влаясности суммарного потока жидких 30 продуктов в алкилатор; 29 - ЭВМ.

Система функционирует следующим образом.

По информации от датчиков 27, 28,

(.С6

кк

95к,

АесЕз

о«А Aecej

и М

НгО

Значение С

расход свежего катализаторного комплекса, измеряемый датчиком 13 заданная производительность установки, по этилбензолу; средние потери хлористого алюминия на 1 т получаемого этилбен- зола;

концентрация хлористого алюминия в свежем катализаторном комплексе;

заданная концентрация хлористого алюминия в алкилаторе; молекулярные массы хлористого алюминия и ноды (соответственно 133,5 и 18). дСсКэ рассчитывается

ЭВМ по информации от датчиков 8 и 13

десе

ч

р св кк

(2)

где С.

- расход хлористого алю-

АССР,

миния.

Величины , , К,, , и М Q вводят в ЭВМ вручную. .

По информации от датчиков 19, 27, 28, 16, 17, 22 и 13 ЭВМ рассчитывает.

16, 17, 13 и 19 ЭВМ рассчитывает, ис-35 исходя из материального баланса хлоходя из материального баланса хлористого алюминия, его концентрацию в алкилаторе

ристого водорода, его концентрацию в алкилаторе С

АРСР

(.С6

кк

95к,

АесЕз

о«А Aecej

и М

НгО

Значение С

расход свежего катализаторного комплекса, измеряемый датчиком 13; заданная производительность установки, по этилбензолу; средние потери хлористого алюминия на 1 т получаемого этилбен- зола;

концентрация хлористого алюминия в свежем катализаторном комплексе;

заданная концентрация хлористого алюминия в алкилаторе; молекулярные массы хлористого алюминия и ноды (соответственно 133,5 и 18). дСсКэ рассчитывается

ВМ по информации от датчиков 8 и 13

ч

р св кк

(2)

АРСР

где С.

- расход хлористого алю-

АССР,

миния.

Величины , , К,, , и М Q вводят в ЭВМ вручную. .

По информации от датчиков 19, 27, 28, 16, 17, 22 и 13 ЭВМ рассчитывает.

ристого водорода, его концентрацию в алкилаторе С

Изобретение касается каталитической химии , в частности, способа управления процессом алкилирования ароматических углеводородов с использованием регулирования расхода свежего и возвратного каталитического комплекса на основе ALCL₃ и HCL (инициатора). При концентрации последних в алкилаторе, соответствующей заданному значению, стабилизируют расход свежего комплекса ALCL₃ и HCL (для приготовления свежего комплекса и подпитки возвратного). При повышении концентрации ALCL₃ в алкилаторе выше заданного значения снижают его концентрацию в свежем комплексе ALCL₃ и HCL, после чего уменьшают его расход. При концентрации ALCL₃ в алкилаторе ниже заданного значения увеличивают концентрацию ALCL₃ в комплексе ALCL₃ и HCL, после чего увеличивают расход свежего комплекса ALCL₃ и HCL. При концентрации HCL в алкилаторе выше заданного значения уменьшают его расход для подпитки возвратного комплекса ALCL₃ и HCL. Затем уменьшают расход HCL в свежий комплекс ALCL₃ и HCL. При концентрации HCL в алкилаторе ниже заданного значения увеличивают его расход для подпитки возвратного каталитического комплекса. Эти условия повышают производительность алкилирования. 2 ил., 1 табл.

лесе.

с

аЛ Gzoii

лесе, Glf

Ь ,«

„ G KK.G Aecej

p eo-r

и и

де

G, 45

50

oi и

n

суммарный расход ткид- ких продуктов в алкилатор, измеряемый датчиком 27, и этилена, измеряемый датчиком 16; влажность потока жидких продуктов и этилена, измеряемая соответственно датчиками 28 и 17;55

расход возвратного катализаторного комплекса, измеряемый датчиком 19;

(1)

0

5

где С

эод

нее

G

хэ

заданная концентрация хлористого водорода в алкилаторе;

расход хлористого этила, измеряемый датчиком 22;

tte t CiHfCH молекулярные массы хлористого водорода и хлористого этила (соответственно 36,5 и 64,5);

концентрация хлористого этила в свежем катализаторном комплексе;

нее

X Э

сЪ

Х5

- срсд}1ие потери хлористого волорода на 1 т получаемого этилбензола;

- расход хлористого этила,

измеряемый датчиком Величины , Kj, М. , вводят в ЭВМ вручную. Дальнейший ход управления показан на фиг. 2.

Расчетные значения С

дгсе.

и С

нее

сравнивают соответственно с заданными C.gj-g и ... В случае их равенства с помощью ЭВМ и клапанов 14, 9, 11 и 23 стабилизируют текущие значения расходов свежего катализаторного комплекса, хлористого алюминия, инициатора для приготовления свежего и подпитки возвратного катализаторного комплекса. В случае, когда концентрация хлористого алюминия в алкилаторе по какой-либо причине выше заданной вначале уменьшают его концентрацию в свежем катализаторном комплексе с помощью клапана 9. Если концентрация хлористого алюминия в алкилаторе достигает минимально допустимого предела, ЭВМ выдает сиг нал на уменьшение расхода свежего катализаторного комплекса с помощью клапана 14.

Более вероятно уменьшение расчетного значения концентрации хлористого алюминия по сравнению с заданным (из-за потерь и наличия влаги в продуктах реакции). В этом случае вначале увеличивают концентрацию хлористого алюминия в свежем катализатор- ном комплексе воздействием на расход .хлористого алюминия с помощью клапана 9 вплоть до максимально допустимого значения, после чего увеличивают расход свежего катализаторного комплекса с помощью клапана 14.

В случае увеличения концентрации хлористого водорода в алкилаторе против заданного значения вначале уменьшают с помощью клапана 23 расход инициатора для подпитки возвратного катализаторного комплекса. Когда этот расход достигнет минимально допустимого значения, с помощью клапана 11 начинают уменьшать расход инициатора для приготовления свежего катализа- торного комплекса. Если концентрация хлористого водорода в алкилаторе ниже заданного значения, с помощью клапана 23 увеличивают расход инициато505

10

, 15

20

25

30

35

40

45

50

55

5746

ра для подпитки возвратного катал)- заторного комплекса.

Как видно из выражений (1) и (3), присутствие в реакционной среде влаги приводит к уменьшению концентрации хлористого алюминия и возрастанию концентрации хлористого водорода. Указанные приемы регулирования основаны на учете данного фактора. Эффект их использования состоит в том, что более рационально используется катализаторный комплекс за счет поддержания в нем заданных концентраций хлористого алюминия и хлористого водорода, определяющих его активность, (согласно известному способу , часть катализаторного комплекса непрерывно направляется на сброс). Кроме того, предложенный способ учитывает тот факт, что при увеличении содержания влаги в реакционной среде (что само по себе является негативным фактором) одновременно увеличивается содержание хлористого водорода, что позволяет уменьшить расход хлористого этила. Кроме того, поддержание постоянной активности катализаторного комплекса способствует повьш1ению производительности установки по сравнению с известным способом. Эффективность предложенного способа характеризуется данными, представленными в таблице.

Из таблицы видно, что при изменении влажности сырьевых потоков, явля-. ющейся основной причиной дрейфа активности катализатора, в известном способе сохраняются неизменными концентрация хлористого алюминия и хлористого этила в свежем катализатор- ном комплексе, расход последнего и его подпитка инициатором. Следствием этого является снижение производительности установки, В предложенном способе повьпиение влажности.компенсируется регулированием активности катализаторного комплекса. При этом, как видно из таблицы, производительность установки остается стабильной. Кроме того, при увеличении влажности сырьевых потоков согласно предложенному способу снижается расход инициатора для подпитки возвратного катализаторного комплекса вплоть до полного прекращения подпитки при содержа- (нии влаги выше 0,009%,

Описание работы блок-схемы по фиг, 2,

Блок 1. Ввводят исходные данные.

Блок 2, По формуле (1) вычисляют концентрацию А1С1j в алкилаторе.

Блок 3. Вычисленные значения СдвСбз сравнивают с заданными: если АЕССз | управление передается блоку 4; если , Л, , управление передается блоку 11; если Д, управление передается блоку 7.

Блок 4, Вычисляют значение концентрации С f. по формуле (3).

Блок 5. Вычисленные значения Сц сравнивают с заданными; если С Д, , управление передается блоку 6 для стабилизации параметров; если С Л г , управление передается блоку 14; если С 1 , управление передается блоку 10.

Блок 6. Стабилизация параметров процесса G , G,, G

Блок 7. Увеличивается концентрация AlClj в свежем катализаторном комплексе, управление передается блоку 8.

Блок 8. Сравнивается вычисленное

о значение концентрации с ее

максимально-допустимыми значениями С длрр . вычисленное значение ЛССЙз АЕсСз управление передается блоку 2, в противном случае - блоку 9.

Блок 9. Концентрация принимается равной , и увеличивается расход свежего катализаторного комплекса, управление передается блоку 2.

Блок 10. Увеличивается расход инициатора для подпитки возвратного катализаторного комплекса, управление передается блоку 4.

Блок 11. Уменьшается концентрация хлористого алюминия, управление передается блоку 12.

блок 12. Концентрация хлористого алюминия сравнивается с ее ми 1ималь- но-допустимым значением. При % десе управление передается блоку 3, в противном случае - блоку 13

Блок 13. Концентрация хлористого алюминия принимает свое минимально- допустимое значение, расход свежего катализаторного комплекса уменьшается, управление передается блоку 2.

Блок 14. Уменьшается расход инициатора, управление передается блоку 15.

Блок 15. Сравнивается значение расхода инициатора с его допустимым

минимальным значением, если С,

G

Х5

управление передается блоку

4, в противном случае - блоку 16.

Блок 16. Уменьшается концентрация Инициатора в свежем катализаторном комплексе и управление передается блоку 4.

Все расчеты по блок-схеме на фиг. 2 осущесвтляют с шагом изменения 1.1.

15 Формула изобретения

0

5

0

5

0

Способ управления процессом алки- лирования ароматических углеводородов путем регулирования расхода свежего и возвратного катализаторного комплекса на основе хлористого алюминия и инициатора - хлористого водорода, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения производительности процесса алкилирования, регулирование осуществляют в зависимости от концентрации хлористого алюминия и хлористого водорода в алкилаторе, причем при концентрации хлористого алюминия и хлористого водорода в алкилаторе, соответствующей заданному значению, стабилизируют расход свежего катализаторного комплекса хлористого алюминия и инициатора для приготовления свежего и подпитки возвратного катализаторного комплекса, при повышении концентрации хлористого алюминия в алкилаторе заданного значения снижают его концентрацию в свежем катализаторном комплексе, после чего уменьшают расход катализаторного комплекса при концентрации хлористого алюминия в алкилаторе ниже заданного значения увеличивают концентрацию хлористого алюминия в катализаторном комплексе, после чего увеличивают расход свежего катализаторного комплекса, при концентрации хлористого водорода в алкилаторе вьш1е заданного значения уменьшают расход инициатора для подпитки возвратного катализаторного комплекса, после чего уменьшают расход инициатора в свежий катализатор- ный комплекс, при концентрации хлористого водорода в алкилаторе ниже заданного значения увеличивают расход инициатора для подпитки возвратного катализаторного комплекса.

5

0

5

Фиг.1

Вбод исмд- данны)(

Вычисление

AiCi

г-// о

AiCij AtCi}

Вычисление CHCi

г -г

-Aia -i-AlCis f,cb ев ,. .

V

Ста и/1ищия

/а

г-/5

0

,

f AtClj C iCi3 t1

AiClj C/ ict

/; f/ . . у у t /r/«r /г

Фиг. 2