Устройство для автоматического управления реактором дегидрирования углеводородного сырья Советский патент 1989 года по МПК C07C5/32 G05D27/00 

(Л

ю

14)

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления технологическими процессами в многослойных адиабатических реакторах с неподвижным слоем катализатора и является усовершенствованием устройства по авт.ев, № 1263690,

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта,

На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - профиль температурного режима в реакторе.

Устройство содержит секционный адиабатический реактор 1 дегидриро- вания углеводородного сырья с неподвижными слоями катализатора (фиг,1), смеситель 2, датчик 3, регулятор 4 и регулирующий клапан 5 расхода сырья, датчик 6 расхода пара, регуля тор 7 соотношения расходов сырья и пара, регулирующий клапан 8 расхода пара, датчики 9, регуляторы 10 и регулирующие клапаны 1I расхода кислорода воздуха по ступеням, датчики 12 температуры, вычислительный блок 13, многоканальный блок 14 сравнения блок 15 задания температуры, блок 16 задания расходов кислорода воздуха по ступеням реактора, многоканальное реле 17 переключения, регуляторы 18 температуры, регулирующие клапаны 19 расхода хладагента в межслойном теплообменнике, теплообменник 20,

Устройство работает следующим образом.

Информация о расходе сырья и пара, замеряемых соответственно с помощью датчиков 3 и 6, поступает од- новременно на входы регулятора 4 расхода сырья и регулятора 7 соотношения расходов сырья и пара,изменяющего расход пара в зависимости от расхода сырья, и на вход вычислительно- го блока 13, на другие входы которого поступает информация с блока 15 задания температуры и с датчиков 12 температуры в неподвижном слое катализатора, В вычислительном блоке 13 осуществляется решение математическо модели процесса, которая имеет следующий вид

Q F(Qc,Qn,); F(Qc,Qn,T2,TB);

тГ F(Qc,iK

где Т,, Tj - текущие значения тем

5 0 5 о

Q Q

5

ператур в каждом слое реактора; Т, - начальное значение темН

пературы;

Т - максимапьное значение температуры на выходе

слоя:

5ад ад Q ,Q - задаваемые расчетные

значения расходов кислорода воздуха по слоям;

QC текущее значение расходов сырья и пара, Данная математическая модель процесса дегидрирования позволяет определить оптимальное количество кислорода воздуха, подаваемого в каждьш слой реактора, и необходимое количество хладагента, подаваемого в межслойный теплообменник для поддержания ступенчатого температурного режима секционного адиабатического реактора. Для этого на вычислительный блок поступает от датчиков 3 и

12информация, В вычислительном блоке 13 на основе этой информации и математической модели решается задача теоретической оптимизации, где

по заданной начальной температуре Т вычисляется верхний уровень температуры Tg. После чего для найденного значения Tg определяется необходимое количество кислорода воздуха, подаваемого в каждый слой реактора. Для этого начальное распределение кислорода воздуха вводится в вычислительный блок. 13 с помощью многоканального блока 16 задания расхода кислорода воздуха по слоям и вычисляется температурное распределение по слоям.

Сигнал от вычислительного блока

13поступает на многоканальный блок

14сравнения, где сравнивается с сигналом от блока 15 задания температуры, величина которой определяется

в процессе рещения задачи оптимизации и является оптимальной для данного режима в реакторе. Если величина сигнала на выходе вычислительного блока 13 отличается от величины сигнала на выходе блока 15 заданий,то меняется распределение кислорода воздуха в блоке 16 до тех пор, пока на выходе из блока 14 не исчезнет сигнал рассогласования. При исчезновении сигнала рассогласования реле 17 переключения открывается и пропускает сигналы от блока 16 задания расходов кислорода воздуха, которые в качестве задания поступают на регуляторы 10. На второй вход регуляторов 10 подается информация с датчиков 9, и, воздействуя своими выходами регуляторов 10 на регулирующие клапаны 11, поддерживают необходимый температур- ньй режим в реакторе. Кроме того, в вычислительном блоке 13 по математической модели определяются оптимальные температурные последователь 0,65 моль и Qj 0,9 моль и ипо-; в качестве задания поступает на регуляторы 10, на второй вход которых подается информация с датчиков 9,и, воздействуя на регулирующие клапаны 11, поддерживает необходимый температурный режим в реакторе. Кроме того, в вычислительном блоке 13 опре- деляется температурная последовательность в межслойном пространстве Т. j , которая поступает на первый вход регулятсгра 18 температуры в виде задания. На второй вход регулято

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления технологическими процессами в многослойных адиабатических реакторах с неподвижным слоем катализатора, является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. N 1263690, и позволяет повысить выход целевого продукта. Устройство содержит датчики 3,6 и 9 расхода сырья, пара и кислорода, регуляторы 4, 7, 10, 18, вычислительный блок 13, блок 14 сравнения, блок 15 задания температуры, блок 16 задания расходов кислорода и реле 17 переключения. 2 ил.

ности в межслойном пространстве реак- 5 температуры поступает сигнал

тора, которые поступают на первые входы регулятора 18 температуры в виде задания. На вторые входы регулятора 18 температуры поступает сигнал от датчика 12 температуры. При рассогласовании этих сигналов на выхо т де регулятора 18 появляется сигнал, который, воздействуя на регулирующий клапан 19, изменяет количество подаваемого хладагента в межсекционный теплообменник 20,

В качестве примера приводим результаты расчета процесса окислительного дегидрирования изоамеленов в изопрен.

Информация о расходе сырья и пара, замеряемая с помощью датчиков 3 и 6, поступает одновременно на входы регулятора 4 расхода сырья и регулятора 7 соотношения расходов сырь и пара- (1:20), а затем через смеситель 2 в первый слой реактора и на вход вычислительного блока 13, на другие входы которого поступает информация с датчиков 12 температуры и с блока 15 задания.температуры,В вычислительном блоке 13 решается задача теоретической оптимизации, где по.--«

ТА iO C; вычисляется значение на

входным значениям J. f() С , 440°С вычисляется значение выходе Тб 600°С, Для найденного значения Tg определяется Q ,

от датчика 12 температуры. На выходе регулятора 18 появляется сигнал, который воздействует на регулирующий клапан 19, подавая в теплообменник 20 рассчитанное количество хладагента, равное 65400 м /ч.

Использование изобретения в процессе окислительного дегидрирования изоамиленов в изопрен позволяет довести выход изопрена до 54%,

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления реактором дегидрирования углеводородного сырья по авт,св, № 1263690, отличающееся тем, что, с целью повьппения выхода целевого продукта, в него дополнительно введены теплообменники по ступеням реактора,клапаны подачи хладагента в теплообменники и регуляторы температуры по ступеням раактоPS при этом датчики температуры

подсоединены к первым входам регулятора температуры по ступеням реактора, вторые входы которых соединены с вторым выходом вычислительного блока,

а выходы - с клапанами подачи хладагента в теплообменники по ступеням реактора.

н -

Фиг2

0,6 Ггвг