Способ автомаческого управления процессом алкилирования бензола этиленом Советский патент 1991 года по МПК C07B37/00 G05D27/00 

О

оо

00

Изобретение относится к области автоматизации химико-технологических процессов, может быть использовано в нефтехимической промышленности в производстве этилбензола и позволяет увеличить выход целевого продукта и уменьшить расход свежего катализаторного комплекса. Способ предусматривает измерение расходов хлористого алюминия (датчик (Д) 7), хлористого этилена (Д 10), свежего (Д 14) и возвратного (Д 24) катализаторного комплекса, бензола (Д 22), полиалкил- бензола (Д 21) и этилена (Д 23), концентраций свежего (Д 31) и возвратного (Д 32) катализаторного комплекса, концентрации этилбензола в реакционной смеси на выходе алкилато- ра (Д 33), вычисление соотношения между потерей активности катализаторного комплекса и производительностью алкилатора по этилбензолу и регулирование расходов хлористого алюминия; хлористого этила, бензола, полиал- килбензола, этилена и свежего катализаторного комплекса в зависимости от этого вычисленного соотношения. 2 ил., 1 табл. (Л

Изобретение относится к автоматизации химико-технологических процес- сов и может быть использовано в нефтехимической промышленности в производстве этилбензола.

Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта и уменьшение расхода свежего катализаторного комплекса.

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

Система управления и технологическая схема (фиг . 1) содержит аппарат 1 для приготовления катализаторного комплекса, алкилатор 2, линии 3-6 соответственно подачи хлористого алюминия, бензола, полиалкилбензолов и хлористого этила (инициатора) дли приготовления катализаторного комплекса соответственно датчик 7, регулятор 8 и исполнительный механизм 9 подачи хлористого алюминия и хлористого этила, датчик 10, регулятор 11 и исполнительный механизм 12 подачи хлористого этила, линия 13 подачи, свежего катализаторного комплекса в алкилатор, датчик 14 расхода свежего катализаторного комплекса, регулятор 15 расхода свежего катализаторного комплекса, исполнительный механизм 16 на линии свежего катализатор- ного комплекса, линии 17-20 соответственно подачи полиалкилбензолов, бензола, этилена и возвратного катализатора в алкилатор, датчики 21- 24 соответственно расходов полиалкил- 0 бензолов, бензола, этилена и возвратного катализатора в алкилатор, регуляторы 25-27 соответственно расходов полиалкилбензолов, бензола, этилена, исполнительные механизмы 15 28-30 соответственно на линиях поли- алкилбензола, бензола и этилена, датчики 31 и 32 соответственно активности свежего и возвратного катализаторного комплекса, датчик 33 концентра- 20 ции этилбензола в реакционной смеси на выходе из алкилатора и управляют щую ЭВМ 34.

В качестве анализаторов активности могут быть использованы датчики 25 плотности, вязкости, электропроводности, в качестве датчика концентрации этилбензола - жидкостной хроматограф.

Способ реализуется следующим обра-зд зом.

Расходы полиалкилбензолов, бензола и этилена в алкилатор измеряются датчиками 21, 22, 23 и регулируются с помощью регуляторов 25-27 и испол- 35 нительных механизмов 28-30. Задания регуляторам могут быть изменены либо вручную, либо от ЭВМ 34. Расходы хлористого алюминия и хлористого этила для приготовления катализаторного Q комплекса измеряются датчиками 7 и 10 и регулируются с помощью регуляторов 8, 11 и исполнительных механизмов 9 и 12. Регулирование расходов бензола и полиалкилбензолов для приготовления катализаторного комплекса условно не показано. Задания регуляторам 8 и 11 можно изменять либо вручную, либо от ЭВМ 34.

I/СП

В ЭВМ 34 поступает информация о расходах хлористого алюминия и хлористого этила для приготовления катализаторного комплекса, об активности свежего и возвратного катализаторного комплекса, о расходах в алкила- тор этилена, бензола, полиалкилбензолов, свежего и возвратного катализаторного комплекса, о концентрации

этилбенэола в реакционной массе на выходе алкилатора.

По информации от датчиков 31 и 32 ЭВМ рассчитывают падение активности катализаторного комплекса

.сьвоз

U а«к акк акк )

С ВвОЗ

где ак|{ и a k - соответственно активность свежего и возвратного катализаторного комплекса.

По информации от датчиков 33, 14, 24, 21, 22 и 23 ЭВМ рассчитывают производительность реактора по этил- бензолу

. ев воз СЭБ СэБ(Скк+ GKK+ GB + Gnae+ G),

где С 9В- концентрация этилбензола в реакционной смеси на выходе из алкилатора:се воз

ькк ькк, G6 Gnor,

G9T соответственно расходы свежего и возвратного катализаторного комплекса, бензола, полиалкилбензолов и этилена на входе в алкилатор .

Далее ЭВМ рассчитывает величину соотношения

W -U2HK

ЭБ

которая характеризует удельную эффективность расходования катализаторного комплекса.

Дальнейшая стратегия управления видна из блок-схемы (Фиг . 2), где блок 1 - ввод исходных данных, блок

2- расчет С9Б, W. В блоке

3осуществляется сравнение расчетного значения W с ее заданным значением W. Из анализа опытных данных установлено, что величина W должна быть близка к 36 10 4,

В зависимости от результатов сравнения значений W и W в блоке 3 дальнейшее управление реализуется по од- ному из трех следующих вариантов, i.

При условии стабилизируют текущие значения расходов свежего катализаторного комплекса, хлористого алюми-)

ния, хлористого этилена, нагрузки на алкилатор (блок 4).

При управление вначале передается блоку 5, где реализуется последовательное уменьшение расхода свежего катализаторного комплекса с заданным шагом (например, 100 кг/ч). Расход свежего катализаторного комплекса не может быть уменьшен ниже предельного значения, например 350 кг/ч. Сравнение текущего значения с нижним предельным значением осуществляется в блоке 6. Если при достижении предельно нижнего уровня расхода свежего катализаторного комплекса продолжает иметь место соотношение , в блоке 7 производят одновременное уменьшение расходов Схд хлористого алюминия и GX хлористого этила. Уменьшение также идет с заданным шагом, например, 0,05 от номинальных значений GXA и Схэ.

При W«ЈW вначале увеличивают расход свежего катализаторного комплекса (последовательно с шагом, например 100 кг/ч, блок 8). Сравнение текущего значения расхода G Јк с верхним предельным значением (например, 650 кг/ч) производится в блоке 9. Если при достижении предельно верхнего уровня расхода свежего катализаторного комплекса продолжает иметь место соотношение , в блоке 10 производят одновременное увеличение расходов хлористого алюминия и хлористого этила с заданным шагом по аналогии с блоком 7.

Увеличение расходов Схэпроизводят до тех пор, пока их суммарная концентрация не превысит заданной величины.

ХА

-

хэ

ей

GJS3

rjCB

kK

Концентрации и рассчиты- 45 аются обычным путем

GX

50

Сравнение суммарной концентрации Cj. и Схэ с заданным значением ведется в блоке 11. Если заданное значение превышено, в блоке 12 осуществляют уменьшение суммарной нагрузки на алкилатор за счет одновременного уменьшения расходов СБ, СпаБи Сэт

0

5

С

5

0

5

0

5

0

5

вплоть до допустимого нижнего значения нагрузки на алкилатор.

Таким образом, в зависимости от удельной эффективности использова-г ния катализаторного комплекса согласно способу изменяют расходы свежего катализаторного комплекса, хлористого алюминия и хлористого этила для его приготовления и нагрузку на алкилатор.

В таблице дана сравнительная характеристика предлагаемого и известного способов.

Б левой части таблицы даны значения управляющих воздействий на процесс и производительность алкила- тора по этилбензолу при реализации по известному способу, в правой - при реализации по предлагаемому способу, т.е. с учетом рассчитанной величины W. Как видно из таблицы, использование способа позволяет увеличить выход этилбензола, з в ряде случаев сократить расход катализаторного комплекса и его компонентов.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом алкилирования бензола этиленом включающий регулирование расходов бензола, этилена, полиал- . килбензола и свежего катализаторного комплекса в алкилатор, расходов хлористого алюминия и хлористого этила в аппарат приготовления свежего катализаторного комплекса и измерение активности свежего катализаторного комплекса, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и уменьшения расхода свежего катализаторного комплекса, дополнительно измеряют расход и активность возвратного катализатор- ного комплекса, концентрацию этил- бензола смеси на выходе алкилатора, по измеренным значениям активности свежего и возвратного катализаторного комплекса рассчитывают падение активности катализаторного комплекса, по измеренным значениям расходов бензола, полиалкилбензола, этилена, свежего и возвратного катализаторного комплекса и концентрации этилбензола в реакционной смеси на выходе алкилатора рассчитывают производительность реактора по этилбен

1

золу, вычисляют удельную эффектов- ность расходования катализаторного комплекса как отношение падения активности катализаторного комплекса к производительности реактора по этилбензолу, сравнивают вычисленное значение производительности реактора по этилбензолу с заданным значением, при превышении вычисленного значения этой производительности заданного значения осуществляют пошаговое уменьшение расхода свежего катализаторного комплекса и при достижении текущего значения расхода свежего катализаторного комплекса минимально допустимого значения осуществляют пошаговое уменьшение расходов хлористого алюминия и хлористого этила, а при вычисленном значении производительности реактора по этил

3 7

40

8

бензолу меньше заданного значения осуществляют пошаговое увеличение расхода свежего катализаторного комплекса и при достижении текущего значения расхода свежего катализаторного комплекса максимально допустимого значения осуществляют пошаговое увеличение расходов хлористого этила, рассчитывают концентрации хлористого алюминия и хлористого этила в свежем катализаторном комплексе и их сумму, сравнивают это вычисленное значение суммы концентраций с заданным значением и при достижении этого вычисленного значения суммы концентраций заданного значения осуществляют пошаговое уменьшение расходов бензола, полиалкилбензола и этилена в алкилатор.

С Ш )

Вычисление &OKK ; с at i w

-4

Стабилизация

в

ЛО.сЗ

&frt 1,05GxA ,05&X3

. . IhA+fa)®

.,95Gs &wS 0,95 Слаб ,95&3T

Составитель Г. Огаджанов Редактор М0 Недолуженко Техред л.ОлийныкКорректор Л. Бескид

Заказ 900

Тираж 234

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

rS-

в

S+m

в

Г7

«л -0,95СХА С- хЗ Ц95&хэ

Подписное