Способ управления процессом алкилирования бензола этиленом Советский патент 1990 года по МПК C07B37/00 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации процессов алкилирования и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Цель изобретения - стабилизация выхода целевого продукта (этилбензола) и снижение удельного расхода хлористого этила.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема системы управления; на фиг, 2 - блок-схема алгоритма управления.

Схема управления содержит алкилатор I, смеситель 2 алкилатора, емкость 3 бензола, трубопроводы 4-10 соответственно: подачи бензола, поли- алкилбензола, свежего кат-ализаторно-

го комплекса, возвратного кат лиза- торного комплекса, хлористого этила, этилена и вывода реакционной массы, о-тстойник 11, трубопроводы 12 и 13 вывода алкилатора и подачи пара для обогрева бензола, датчик 14 расхода бензола, регулятор 15 расхода бензола, регулирующий орган 16, установленный на трубопроводе бензола, датчик 17 расхода полиалкилбензола, регулятор 18 расхода полиалкилбен- зола, регулирующий орган 19, установленный на трубопроводе полиалкилбензола, датчик 20 расхода свежего ката- лизатогнгго комплекса, регулятор 21 расхода свежего катализаторкого комплекса, регулирующий орган 22, устасл

J

со

QQ ЗЭ

новленный на трубопроводе свежего катализаторного комплекса, датчик 23 расхода этилена, регулятор 24 расхода этилена,, регулирующий орган 25 установленный на трубопроводе этилена, датчик 26 температуры в алкилаторе, анализатор 27 концентрации этилбензола, датчик 28 расхода возвратного катализаторного комплекса, датчик 29 хлористого этила, регулятор 30 хлористого этила, регулирующий орган 31, установленный на трубопроводе хлористого этила, датчик 32 температуры бензола, датчик 33 расхода пара, регулятор ЗА расхода пара, регулирующий орган 35, установленный на трубопроводе пара и ЭВМ 36.

Способ осуществляют следующим образом.

В алкилатор 1 через смеситель 2 из емкости 3 по трубопроводу 4 поступает бензол. В смеситель 2 трубопроводами 5-7 также поступают поли- алкилбензол, свежий и возвратный катализаторный комплекс. Перед вводом в смеситель 2 алкилатора для восстановления активности в линии подачи возвратного катализаторного комплекса по трубопроводу подают хлористый этил. Для проведения реакции алкилирования в алкилатор 1 по трубопроводу 9 подают этилен. Реакционная масса по трубопроводу 10

.выводится -в отстойник 11, Из отстойника отделившийся от катализаторного комплекса алкилат по трубопровод 12 выводится для дальнейшего разделения о

Для поддержания температуры бензола в емкость 3 по трубопроводу 13 подается пар. Датчик 14, регулятор 15 и регулирующий орган 16 образуют контур регулирования расхода бензола. Датчик 17, регулятор 18 и регулирующий орган J 9 образуют контур регулирования расхода полиалкилбен- зола. Датчик 20, регулятор 21 и ре гулирующий орган 22 образуют контур

,6Ш

G™ G$ff(G5 G™«- +

5

0

5

0

5

0

регулирования расхода свежего катализаторного комплекса. Датчик 23, регулятор 24 и регулирующий орган

25образуют контур регулирования расхода этилена. Температура в алкила- торе 1 измеряется с помощью датчика 26. Концентрация этилбензола на выходе отстойника определяется анализатором 27.

Расход возвратного катализаторного комплекса в смеситель 2 алкилатора 1 измеряется датчиком 28. Датчик 29, регулятор 30 и регулирующий орган 31 образуют контур регулирования расхода хлористого этила. Температура бензола измеряется с помощью датчика 32. Датчик 33, регулятор 34 и регулирующий орган 35 образуют контур регулирования расхода пара.

Система регулирования содержит ЭВМ 36, к входу которой подключены сигналы от датчиков 14, 17, 20, 23,

26у 28, 29 и 32 и анализатора 27, соответствующие текущим значениям расходов бензола (Gr-), полиалкилбен- зола (Gnaf), свежего катализаторного комплекса (G Ј ), этилена (Gr), температуры в алкилаторе (Тр,), концентрации этилбензола (G3f), расходов возвратного катализаторного комплекса (G ) хлористого этила (Схэ) и температуры бензола (Ту).

Для расчета значений управляющих воздействий в ЭВМ вручную вводятся верхний предел расхода хлористого этила (Cj), объем алкилатора (У), плотности бензола (Pg0s полиалкил- бензола (рп«5) этилена (рг), хлористого этила (fvj). свежего и возврат- 1-рсз

Г к

5

ного катализаторного комплекса 803N

, набор значений заданных скоростей образования этилбензола для всевозможной нагрузки (Wi3).

ЭВМ последовательно вычисляет количество этилбензола на выходе алкилатора, время пребьюания реакционной массы g алкилаторе, скорость образования этилбензола в алкилаторе и нагрузки на алкилатор:

:о

Изобретение относится к автоматизации процессов алкилирования, может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности и позволяет стабилизировать выход целевого продукта (этилбензола) и снизить удельный расход хлористого этила. Способ предусматривает расчет по измеренным значениям расходов и заданным значениям плотностей бензола, полиалкилбензола, этилена, хлористого этила, свежего и возвратного катализаторного комплекса и концентрации этилбензола на выходе алкилатора скорости образования этилбензола в алкилаторе, сравнение ее с заданным значением для текущей нагрузки по сырью регулирование и в зависимости от величины отклонения расхода хлористого этила в возвратный катализаторный комплекс и/или температуры в алкилаторе путем регулирования температуры бензола, подаваемого в алкилатор. 2 ил., 1 табл.

,

.663

Vf5+ W/1W+ C/jC Gl Vf-H-3 CWfxa (3)

- G-3i- -е

GH Off + Сп«Г+ Gr-fr+ G

.663

Gl Vf-H-3 CWfxa

(2)

ce

601

+ GK + GX3

(4)

51

Дальнейший ход управления покачан на фиг. 2. Расчетное значение W3$- сравнивается с заданным. В случае их равенства с помощью регуляторов 30 и 34 и регулирующих органов 31 и 35 ЭВМ стабилизирует текущие значения расхода хлористого этила в возвратный катализаторный комплекс и температуру бензола в алкилаторе.

В случае, когда скорость образования этилбензола в алкилаторе по какой-либо причине меньше заданной,

вначале по зависимости G 3

д э лз

увеличивают расход хлористого этила в возвратный катализаторный комплекс. Если расход хлористого этила достигает максимально допустимого предела, ЭВМ по формулам расчитывает температуру в алкилаторе и выдает сигнал регулятору 33 на увеличение температуры бензола на входе алкилатора:

Т - Т + 5; (5) т eTa+l JL±-5lGf. (6)

ин

В случае увеличения скорости образования этилбензола в алкилаторе больше заданной вначале уменьшают расход хлористого этила в возвратный катализаторный комплекс. Если подача хлористого этила прекращается, ЭВМ выдает сигнал на уменьшение температуры бензола на входе алкилатора. Так как скорость образования этил- бензола в алкилаторе сильно зависит от температуры в алкилаторе и расхода хлористого этила в возвратный катализаторный комплекс, предлагаемый способ всегда позволяет поддерживать W эЈ W эБ ± Ј. Эффективность предлагаемого способа наглядно видна из приводимой таблицы, в которой приведены расчетные данные по сравнению с известным способом.

Из таблицы видно, что при изменении скорости образования этилбензола в алкилаторе, являющейся основной причиной дрейсра концентрации полиалкилбензола и этилбензола в алкилаторе, в известном способе сохраняются неизменными расход хлористого этила в возвратный катализаторный комплекс и температура в алкилаторе. Следствием этого является увеличение концентрации побоч

7Q9166

ных продуктов, среднеквадратическое отклонение выхода целевого продукта. и неэффективное использование хлористого этила. В предлагаемом способе изменение скорости образования этилбензола компенсируется регулированием расхода хлористого этила в возвратный катализаторный комплекс и температуры в алкилаторе. При этом, как видно из таблицы, расход хлористого этила на ТН этилбензола умень- шается на 0,15 кг и на 30-32% повышается стабильность выхода этилбен- 15 зола, что способствует уменьшению

выхода побочного продукта на ТН этил- бензола 0,02 кг.

10

Формула изобретения

20

5

0

5

0

5

Способ управления процессом алки- лирования бензола этиленом, включающий измерение расходов бензола, полиалкилбензола, свежего и возврат5 него катализаторного комплекса и этилена в алкилатор, регулирование подачи хлористого этила в возвратный катализаторный комплекс и температуры в алкилаторе изменением тем0 пературы бензола, подаваемого в алкилатор, отличающийся тем, что, с целью стабилизации выхода целевого продукта (этилбенэола) и снижения удельного расхода хлористого этила, дополнительно измеряют концентрацию этилбензола на выходе алкилатора, задают значения плотностей бензола, полиалкилбензола, этилена, хлористого этила, свежего и возвратного катализаторного комплекса, по

измеренным значениям расходов и заданным значениям плотности бсн°.-, , полиалкилбензола, этилена, го этила, свежего и возвратного катализаторного комплекса и концентрации этилбензола на выходе алк л . РГП рассчитывают скорость образован,я этилбензола в алкилаторе и текущую нагрузку по сырью, сравнивают ее с заданным значением для текущей нагрузки по сырью и при расчетном значении скорости образования этил- бензола в алкилаторе меньше заданного значения увеличивают подачу хлористого этила, а при расчетном значении скорости образования хлорис того этила больше заданного значения уменьшают подачу хлористого этила, сравнивают текущее значение подачи хлористого этила с максимальным и минимальны допустимыми значениями и при достижении текущего значе - ния подачи хлористого этила максимально допустимого значения увеличивают температуру в алкилаторе, а при снижении текущего значения подачи хлористого этила до минимально допустимого значения уменьшают температуру в алкилаторе.

I l

4

Редактор Н. Яцола

Составитель Г. Огаджанов

Техред Л.Олийнык Корректор Н. Максимишинец

Заказ 1991

Тираж 328

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«м

I

Подписное