Способ управления процессом алкилирования бензола этиленом Советский патент 1992 года по МПК C07B37/00 G05D27/00 

(Л

С

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими про7 цессами, в частности к способам управления процессом алкилирования бензола этиленом в присутствии катализаторного комплекса хлористого алюминия, может быть использовано в нефтехимической промышленности на установках по производству этилбензола и позволяет уменьшить расход катализаторного комплекса и выход побочных продуктов. Способ заключается в том, что при отклонении концентрации эти- ленистых соединений в меньшую сторону по сравнению с заданным значением увеличивают расход этилена с одновременным уменьшением расхода катализатора, а при отклонении в большую сторону - уменьшают температуру бензола. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами, в частности к способам управления процессом алкилирования бензола этиленом в присутствии катализаторного комплекса хлористого алюминия, и может быть использовано в нефтехимической промышленности на установках по производству этилбензола.

Однако на выходе алкилатора не контролируется содержание компонентов, вызывающих торможение процесса и осмоление продуктов реакции (ацетилени- стые соединения).

Этот же недостаток присущ и другому аналогу, согласно которому стабилизируют соотношение бензола, олефина и полиал- килбензолов и изменяют это соотношение в зависимости от расхода катализаторного комплекса в алкилатор и его активности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является техническое решение, предусматривающее регулирование расходов этилена, бензола и полиалкилбензолов, измерение концентрации ацетиленистых соединений в этилене на входе в алкилатор и регулирование в зависимости от этой концентрации хлористого алюминия в катализаторном комплексе.

Однако увеличение концентрации хлористого алюминия в катализаторном комплексе приводит к увеличению скорости реакции, что при наличии ацетиленистых соединений в этилене увеличивает одновременно вероятность реакций, приводящих к осмолению (за счет ускоренной полимеризации непредельных углеводородов), что приводит соответственно к увеличению выхода побочных продуктов и снижению производительности алкилатора.

vi

Ох

CJ Ю

Цель изобретения - увеличение производительности алкилатора, снижение выхода побочных продуктов и расхода катализаторного комплекса.

Для этого дополнительно измеряют концентрацию ацетиленистых соединений в этилене, сравнивают ее с заданным значением и при отклонении фактического значения в меньшую сторону по сравнению с заданным значением увеличивают расход этилена с одновременным уменьшением расхода катализатора, а при отклонении фактического значения в большую сторону по сравнению с заданным уменьшают температуру бензола.

На чертеже приведена принципиальная схема системы управления, реализующей данный способ.

На схеме показаны алкилатор 1; трубопроводы 2-5 подачи в реактор соответственно этилена, бензола, полиалкилбензолов и катализаторного комплекса, трубопровод 6 вывода продуктов реакции из алкилатора, теплообменник 7 для охлаждения подаваемого в алкилатор бензола, линии 8 и 9 прямого и обратного хладагента в теплообменник 7,10,11,12 и 13 - соответственно датчики расходов этилена, бензола, полиалкилбензолов и катализаторного комплекса; 14,15,16,17 - соответственно регуляторы расходов этилена, бензола, полиалкилбензолов и катализаторного комплекса; 18,19,20 и 21 - соответственно исполнительные механизмы для регулирования расходов этилена, бензола, полиалкилбензолов и катализаторного комплекса; датчик 22 температуры бензола, регулятор 23 температуры бензола, исполнительный механизм 24 на линии прямого хладагента, анализатор 25 концентрации ацетиленистых соединений, вычислительный блок 26.

Способ осуществляется следующим образом.

В алкилаторе 1 происходит алкилирова- ние бензола этиленом в присутствии катализаторного комплекса и полиалкилбензолов. Этилен,бензол, полиалкилбензолы и катализаторный комплекс поступают в алкилатор по трубопроводам 2-5, а продукты реакции выводятся по линии 6. Поступающий в алкилатор бензол охлаждается в теплообменнике 7 хладагентом, поступающим по линии 8 и выходящим по линии 9. Расходы этилена, бензола, полиалкилбензолов и катализаторного комплекса регулируются контурами, состоящими из датчиков расхода 10-13, регуляторов 14-17 и исполнительных механизмов 18-21. Регулируется также температура с помощью датчика 22, регулятора 23 и исполнительного механизма 24.

Датчик 25 измеряют концентрацию ацетиленистых соединений в этилене.

При уменьшении этой концентрации ниже заданного значения (что свидетельствует о поступлении более чистого этилена) в зависимости от разности между фактическим и заданным значением, определяемым вычислительным блоком 26, увеличивают расход этилена и одновременно уменьшают

расход катализаторного комплекса.

Поскольку этилен поступает более чистый, расход его в алкилатор может быть уве- личен, что способствует увеличению производительности. Однако, поскольку

при этом происходит увеличение скорости реакции алкилирования, одновременно сокращают расход катализаторного комплекса, чтобы сохранить скорость реакции на прежнем уровне.

Уменьшение расхода катализатора и

увеличение расхода этилена осуществляют пропорционально разности между фактическим и заданным значением концентрации ацетиленистых соединений, однако для

каждого изменения коэффициент пропорциональности индивидуальный, Он может определяться экспериментально и реализоваться с помощью вычислительного блока, в виде корректирующих сигналов регуляторами 14 и 17.

Коррекция может осуществляться по следующим зависимостям:

35

Сэт Сэт(1-Ю7,7- Да) (1)

5кк 6кк( А«)Сэт (2)

I

где бэт и GKK - соответственно корректирующие управляющие воздействия по расходу этилена и катализаторного комплекса; Сэт и GKK - соответственно текущие значения расходов этилена и катализаторного комплекса;

Да- отклонение концентрации ацетиленистых соединений к этилене от заданного значения;

CAI eta концентрация хлористого алюминия в катализаторном комплексе.

Значение может вводиться в вычислительный блок вручную (приготовление катализаторного комплекса производится периодически),

В том случае, когда фактическая концентрация ацетиленистых соединений пре- вышает заданное значение, в целях торможения полимеризационных процессов, сопровождающихся осмолением зз счет ацетиленистых и других непредельных

соединений, снижают температуру бензола на входе алкилатора пропорционально отклонению. Корректирующий сигнал от вычислительного блока поступает при этом в регулятор 23.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет при колебаниях концентрации ацетиленистых соединений уменьшить потери целевого продукта из-за осмоления, повысить производительность реактора (в тех случаях, когда управление осуществляется увеличением расхода этилена), уменьшить расход катализаторного комплекса.

Преимущества способа видны из таблицы, данные в которой получены из математической модели процесса,

х°

хч

Y Yи Xj - соответственно расход катализаторного комплекса по прототипу и предлагаемому способам

X - соответственно температура бензола по прототипу и предлагаемому способам и Y - соответственно выход целевого продукта - этилбензола.

V

1 Z произв.алкилатора.

0

5

Формула изобретения Способ управления процессом алкилиро- вания бензола этиленом, включающий регулирование расходов этилена, бензола, полиалкилбензолов и катализаторного комплекса, измерение концентрации ацетиленистых соединений в этилене, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения производительности алкилатора, уменьшения расхода катализаторного комплекса и выхода побочных продуктов, при отклонении концентрации ацетиленистых соединений в меньшу сторону по сравнению с заданным значениг - , увеличивают расход этилена с одновременным уменьшением расхода катализатора, а при отклонении в большую сторону уменьши ют температуру бензола.