Способ управления двухступенчатым процессом получения метил-трет-бутилового эфира Советский патент 1993 года по МПК C07C43/04 C07C41/06 G05D27/00 

Изобретение относится к управлению реакционными процессами получения трет- алкиловых эфиров и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Целью предлагаемого изобретения является снижение потерь основных продуктов и энергозатрат.

На чертеже показана принципиальная схема управления двухступенчатым процессом получения МТБЭ.

Процесс получения МТБЭ из изобутилена, содержащегося в углеводородной фракции С4, и метанола осуществляется в реакторах 1 и 2. В реактор 1 изобутилен подается с избытком, а выходящие из реактора продукты реакций подаются на узел разделения 3, где выделяется товарный МТБЭ. Легкая фракция подается в реактор 2 для срабатывания непрореагировавшего изобутилена далее в установку разделения 4, где отделяется бутанбутиленовая фракция (ББФ) от смеси метанола с МТБЭ. ББФ используется в других технологических процессах, а смесь метанола с МТБЭ возвращается на реактор 1.

00

о ю

00

ю о

Сл)

Схема управления процессом включает регуляторы 5 и 6 температуры в реакторах соответственно первой и второй ступени, регуляторы 7 и 8 давления после реакторов 1 и 2 с датчиками соответственно 9 и 10, регулятор 11 подачи углеводородной фракции в реактор 1 с датчиком 12, регуляторы 13 и 14 подачи метанола соответственно в реактор 1 и 2, анализаторы 15 и 16 состава смеси соответственно после реактора 1 и 2, анализатор 17 состава углеводородной фракций, анализатор 18 состава и датчик 19 расхода рецикловой фракции, а также управляющую вычислительную машину (УВМ) 20. На схеме также показаны реализуемые в УВМ функциональные блоки 21-25,

Схема управления реализована на базе серийно вы пускаемых средств автоматики и вычислительной техники.

Предлагаемый способ осуществляется , следующим образом.

С помощью регуляторов 5 и 6 регулируют температуру в реакторах соответственно 1 и 2 воздействием на подачу охлаждающей воды. С помощью регуляторов 7 и 8 по замеру от датчиков соответственно 9 и 10 регулируют давление после реакторов 1 и 2. С помощью регулятора 11 по замеру отдатчика .12 регулируют подачу углеводородной фракции в реактор 1, С помощью регуляторов 13 и 14 регулируют подачу метанола соответственно в реактор 1 и 2.

С помощью блоков 21 и 22, реализованного в УВМ 20, корректируют задание регулятору 13, например, по следующему закону на основе двух составляющих:

Сшзад-См11-См12

(D

Первая составляющая (Сш1), реагирующая на возмущение вычисляется так:

GMI К-|6у.ф.Су.ф. + К2Су.ф.(Т - Су.ф.) - Срец. Грец., (2)

где Су.ф. - подача углеводородной фракции, замеряемая с помощью датчика 12,

Су.ф. - концентрация изобутилёна в углеводородной фракции, замеряемая с помощью датчика 17,Срец. - расход рецикловой фракции, замеряемый с помощью датчика 19,

Грец. - концентрация метанола в рецикловой фракции, замеряемая с помощью датчика 18.

Вторзя составляющая (См12) реагирующая на отклонение, вычисляется так:

GMI Кз rpi

(3)

где rpi - концентрация метанола в продукте после реактора 1, замеряемая с помощью датчика 15.

С помощью блока 24 корректируют за- дание регулятору 7, например, по следующему закону:

Р1ззд Plo К4 Д(зу ф Су ф .. КБ Gpe( Qpei4

о (4) где РЧ - номинальное значение давления,

рассчитанное на минимальную нагрузку по изобутилену и возвратному МТБЭ,

15

ДСу.ф. Су.ф. - Су.ф.

mln

Су.ф.п - минимально возможное значение расхода углеводородной фракции,

Чрец - концентрация МТБЭ в рецикле вой фракции, замеряемая с помощью датчика 18..

С помощью блока 23 корректируют задание регулятору 5, например, по следующему закону:

T,3aA Ti0-K6Pi.(5)

где Pi -давление после реактора 1, замеряемое с помощью датчика 9. с помощью блока 25 корректируют задание регулятору 14, например, по следующему закону:

35

СМ2ЗЗД СМ2°+К7СР2,. (6)

где СР2 - концентрация изобутилёна в продукте после реактора 2,. замеряемая с помощью датчика 16.

Значения настроечных коэффициентов

К1-К7 подбирают непосредственно на объекте.

Предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями от известного и рядом преимуществ. Работу

системы и эти преимущества проиллюстрируем на примере возмущения по концентрации изобутилёна в углеводородной фракции. В таблице приведены установившиеся значения технологического режима

процесса до и после возмущения.

Предложенная коррекция давления на первой ступени позволяет эффективно реагировать на общую нагрузку, а также на ко- личество возвращаемого с рециклом МТБЭ. При этом устанавливается оптимальное давление. Коррекция температуры в реакторе первой ступени позволяет снижать ее до оптимального уровня при увеличении давления, обеспечивая тем самым снижение потерь.

Предложенная коррекция подачи метанола на первую и вторую ступени в зависимости от состава продуктов реакций учитывает специфику двухступенчатого процесса получения МТБЭ и позволяет поддерживать оптимальный материальный баланс.

Все перечисленные факторы способствуют снижению потерь основных продуктов и удельных энергозатрат. В конечном итоге обеспечивается также возможность увеличения производительности.

Использование предлагаемого способа в производстве МТБЭ мощностью 120 тыс. тонн в год позволит за счет снижения потерь уменьшить удельные расходы метанола и изобутилена и за счет поддержания оптимального материального баланса снизить удельный расход пара.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ управления двухступенчатым процессом получения метил-трет-бутилового эфира в производстве переработки углеводородов С4 путем регулирования темпе- ратуры в реакторах первой и второй ступеней, подачи углеводородной фракции

в реактор первой ступени и метанола в реакторы первой и второй ступеней и коррекции подачи метанола в реактор первой ступени пропорционально расходу углеводородной фракции, отличающийся

тем, что, с целью снижения потерь основных продуктов и энергозатрат, дополнительно стабилизируют давление после реакторов первой и второй ступеней, корректируют подачу метанола в реактор второй ступени

в зависимости от содержания изобутилена на выходе из этого реактора, корректируют давление после реактора первой ступени в зависимости от расходов углеводородной фракции сырья и рецикла, подаваемого в

этот реактор, и корректируют температуру в реакторе первой ступени обратно пропорционально давлению после этого реактора.

Продолжение таблицы

Использование: в нефтехимической промышленности. Сущность изобретения: Способ осуществляется в производстве переработки углеводородов С4 путем регулирования температуры в реакторах первой и второй ступеней, подачи углеводородной фракции в реактор первой ступени и. метанола в реакторы первой и второй ступеней и коррекции подачи метанола в реактор первой ступени пропорционально расходам изобутилена и остальных компонентов углеводородной фракции. Кроме того, дополнительно стабилизируют давление после реакторов первой и второй ступеней, корректируют подачу метанола в реактор первой ступени в зависимости от его содержания на выходе из этого реактора, корректируют подачу метанола в реактор второй ступени в зависимости от содержания изобутилена на выходе из этого реактора, корректируют давление после реактора первой ступени в зависимости от расходов углеводородной фракции сырья и рецикла подаваемого в этот реактор, и корректируют температуру в реакторе первой ступени обратно пропорционально давлению после этого реактора. 1 ил., 1 табл. СЛ с

УчевоаорОацО я (jpaKW А

5