Способ управления производством изопрена из изопентана Советский патент 1991 года по МПК C07C5/32 G05D27/00 

Изобретение касается управления непрерывным химикотехническим производством, содержащим рециклы материальных потоков и складские емкости, и может быть использовано в нефтехимической промышленности, в частности, для производств мономеров синтетического каучука.

Целью изобретения является увеличение выработки попутного продукта - пиперилена при заданной производительности по изопрену.

На чертеже представлена схема управления производством.

Технологическая схема производства включает узел I получения изоамиленовой фракции и агрегаты 2, 3, 4 соответственно дегидрирования второй стадии, выделения побочной легкой фракции и выделения изопреновой фракции, связанные между собой

прямыми и рецикловыми материальными потоками.

Схема управления включает регулятор 5 подачи пара на агрегат 2, регулятор 6 расхода возвратной изоамиленовой фракции, регулятор 7 температурного режима в агрегате 2, регулятор 8 расхода изоамиленовой фракции на агрегат 4, регулятор 9 расхода рецикла изопренизоамиленовой фракции, клапан 10 подачи изопентана на агрегат 2, датчики 11 и 12 расхода и состава сырьевого протока на агрегат 2, датчик 13 состава контактного газа, датчик 14 состава изопрен-изоамиленовой фракции, а также управляющий вычислительный комплекс (У В К) 15. На схеме также показаны реализованные в УВКфункциональные блоки 16-20. Схема управления реализована на базе серийно выпускаемых отечественных средств автоматики и вычислительной техники.

Технологический процесс получения изопрена, заключающийся в двухстадийном дегидрировании

-Н2-Н2

1CsHi2 r CsHio rlCsHs (изопрен) (1) сопровождается рядом побочных реакций. Реакции, связанные со скелетной изомеризацией изопентана, изоамиленов и изопрена с получением углеводородов Cs нормального строения, приводят к образованию пиперилена

-Н2-Н2

nCsHi2 TnCsHio nCsHe (пиперилен)(2) В технологическом узлеf осуществляется первая стадия получение изоамиленов, а в агрегатах 2.3,4 - вторая стадия процесса. Катализатор и режимы дегидрирования второй стадии подобраны таким образом, чтобы изомеризация изоамиленов и изопрена была минимальной. Однако экспериментально установлено, что при попадании изопентана на дегидрирование второй стадии происходят интенсивное образование н- пентана и реакция (2).

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью регулятора 5 регулируют подачу пара на дегидрирование второй стадии для снижения парциального давления компонентов реакций и смещения равновесия реакций вправо. С помощью регулятора 6 регулируют расход возвратной изоамиленовой фракции на агрегат 2. С помощью регулятора 7 регулируют температуру дегидрирования в агрегате 2 воздействием на расход топливного газа в пароперенагрева- тельную печь. С помощью регулятора 8 регулируют расход изоамиленовой фракции на агрегат 4, С помощью регулятора 9 регулируют расход рецикла изопрен-изоамиленовой фракции после агрегата 3 для вывода со второй стадии накапливающегося здесь изопентана.

С помощью функционального блока 16,

реализованного в У В К 15, воздействуют на клапан 10, например, по дискретному ПИ- закону, принимая в качестве ошибки регулирования величину Јi| С1зад - Си. где Си текущая концентрация изопентана, определяемая в 1-м цикле датчика 12.

С помощью блока 17 корректируют величину С1зад, например, по следующему закону:

С1зад - Ci° + Ki (С2МД - С2),(3)

где C2j текущая концентрация пиперилена, определяемая в j-м цикле датчика 13;

С2зад - заданная концентрация пиперилена в контактном газе.

с помощью блока 18 корректируют задание регулятору 7, например, по следующему закону:

ТзаА Т6 + К2(Сззад-Сз),(4)

где C3j - текущая концентрация изопрена,

определяемая в J-м цикле датчика 13;

. Сззад- заданная концентрация изопрена в контактном газе.

С помощью блока 19 корректируют задание регулятору 5, например последующему закону:

Gn3aA Gn° + K3(GH + C5i)Gc,(5)

где GII, Csi текущая концентрация соответственно изопентана и изоамиленов, определяемая в -м цикле датчика 12.

с помощью блока 20 корректируют задание регулятору 9, например, по следую: щему закону:

6рЭаД 6р°+К4С55,

где Css - текущая концентрация изопента- на, определяемая в 5-м цикле датчика 14.

При реализации способа учитывают, что на технологические режимы наложены ограничения

Предлагаемый способ обладает существенным отличием от известного и существенным преимуществом. Регулирование содержания изопентана в сырье на дегидрирование второй стадии позволяет воздействовать на реакции образования пиперилена без существенного влияния на получение изопрена. Поддержание необходимого режима дегидрирования второй стадии (температура, подача пара) обеспечивает

близкое к оптимальному протекание химических реакций. Регулирование рецикла изопрен-изоамиленовой фракции предотвращает накопление изопентана на второй стадии. Указанные факторы обеспечивают

увеличение выработки пиперилена при заданной производительности по изопрену.

Внедрение предлагаемого способа в производстве изопрена из изопентана мощностью 120 тыс. тонн в 1 г позволяет обеспечить дополнительный выпуск пиперилена в количестве не менее 2 тыс. тонн в 1 г. Формула изобретения Способ управления производством изопрена из изопентана, включающим узел получения изоамиленовой фракции, агрегат дегидрирования второй стадии и агрегат выделения изопреновой фракции путем регулирования подачи пара на агрегат дегидрирования второй стадии, расхода рецикла изопрен-изоамиленовой фракции на узел получения изоамиленовой фракции, регулирования температурного режима в агрегате дегидрирования второй стадии и измерения общего расхода сырья, поступающего на агрегат дегидрирования второй стадии, отличающийся тем, что, с целью увеличения выработки попутного продукта - пиперилена при заданной производительности по изопрену, дополнительно измеряют содержание изопентана и изоамиленов в сырье, поступающем на агрегат дегидрирования второй стадии, содержание пиперилена и изопрена

в контактном газе на выходе агрегата дегидрирования второй стадии, содержание изопентана в изопрен-изоамиленовой фракции, регулируют содержание изопентана в сырье, поступающем на агрегат дегидрирования

второй стадии изменением подачи свежего изопентана в поток возвратной изоамиленовой фракции с коррекцией по содержанию пиперилена в контактном газе, регулируют подачу пара на агрегат дегидрирования второй стадии в зависимости от суммарного ко- личества изопентана и изоамиленов в сырье, поступающем на агрегат дегидрирования второй стадии регулируют расход рецикла изопрен-изоамиленовой фракции в зависимости

от содержания изопентана в изопрен-изоми- леновой фракции и корректируют температурный режим в агрегате дегидрирования второй стадии, в зависимости от содержания изопрена в контактном газе.

Изобретение касается управления непрерывным химико-техническим производством, содержащим рециклы материальных потоков и складские емкости, может быть использовано в нефтехимической промышленности, в частности, для производств мономеров синтетического каучука и позволяет увеличить выработки попутного продукта пиперилена при заданной производительности по изопрену. Способ реализован по методу двухстадийного дегидрирования и включает узел получения изоамиленовой фракции, агрегат дегидрирования второй стадии, агрегат выделения изопреновой фракции и рециклоаые потоки. Способ осуществляется путем регулирования расхода изоамиленовой фракции на агрегат выделения изопреновой фракции, расхода возвратной изоамиленовой фракции на дегидрирование второй стадии и тем- пературного режима в агрегате дегидрирования второй стадии. Дополнительно регулируют содержание изопропена в сырье на дегидрирование второй стадии воздействием на подачу свежего изопента- на в поток этого сырья с коррекцией по содержанию пиперилена в контактном газе, регулируют подачу пара на дегидрирование второй стадии в зависимости от суммарного поступающего сюда количества изопентана и изоамиленов, регулируют расход рецикла изопропен-изоамиленовой фракции на узел получения изоамиленовой фракции с коррекцией по содержанию изопентана в изопрен-изоамиленовой фракции и корректируют температуру дегидрирования второй стадии в зависимости от содержания изопрена в контактном газе. 1 ил. у ё Os Ю OJ о