Изобретение относится к устройствам для автоматического управления технологическими процессами и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, в частности при автоматизации процесса дегидрирования углеводородного сырья.
Цель изобретения - повышение производительности и селективности Процесса, снижение расхода водяного пара на единицу подаваемого этилбензола.
Поставленная цель достигается тем, что для полного использования потенциальной возможности каждого слоя катализатора осуществляется секционная подача сырья в реактор, для чего устройство дополнительно содержит датчики, регуляторы расхода сырья и регулирующие клапаны, причем, датчик расхода сырья подключен к первому входу регулятора, второй вход которого соединен со вторым выходом вычислительного блока, а выход с регулирующим клапаном расхода сырья.
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.
На основании математической модели процесса вычисляются концентрации компонентов на выходе первой секции. Математическая модель процесса дегидрирования этилбензола в стирол составленная в виде дифференциальных уравнений имеет вид
- (Ki + К2 + Кз + K5)Ci - 8 KUCiCs dC2
KiCi - (Кб + Ky + К9)С2 - 8 KeCiCs K2Ci + K6C2 КзС1 + К7С2
-10,5 K4CiC5-10 KeCzCs
dT
dC3
dr
dQ
dr
dQr
dr
00
ошА
00
о
S3
%|
где Ci, C2, Сз, C4- концентрации этилбензола, стирола, бензола и толуола, a Cs - кислорода;
KI - константы скоростей соответствующих реакций;
т VK/VOC - условное время контактирования; .
VK - объем катализатора;
Voc - пароэтилбензольной смеси.
Так как в известном устройстве необходимо было решать только вопрос температурного распределения по длине реактора, поэтому приводилось только уравнение теплового баланса.
Наряду с целевыми и побочными продуктами определяется количество непроре- агировавшего сырья. Затем вычисляется количество сырья необходимое для подачи в секцию мз расчёта, что сумма непрореагировавшего и дополнительно подаваемого сырья в секцию равнялась количеству подаваемого сырья на вход реактора. В результате вычисленное оптимальное количество сырья в виде сигнала со второго выхода вычислительного блока поступает на второй вход регуляторов расхода сырья по секциям, на первые выхода которых подаются информации с датчиков. Воздействуя выходами регуляторов на регулирующие клапана, поддерживают необходимую подачу сырья в секцию.
Л р и м е р. При подачи 1 моля этилбев- зола через реактор, на выходе из реактора получается 0,622 моль целевого продукта - стирола, а при дополнительной секционной подаче сырья получается 0,9058 моль стирола. При этом в каждую секцию дополнительно подается 0 345 моль зтилбензблэ. Общее количество подаваемого сырья в реактор будет: 1 молы- 2.0,345 1,69 моль. В первом случае (т.е. без секционной подачи сырья) количество непрореагировавшего сырья составляет 0,28 моль, в при секционной подаче - 0,564 моль.
Селективность по основному изобретению определяется по формуле и составляет
S - -100% 86,4%моль
На основе предложенного устройства она равна
0,9058
S
1,69-0.654
,3%моль
В результате секционной подачи сырья через реактор за один проход пропускается 1,69 моль этилбензола, при прежней подачи водяного пара, т.е. - 18 моль.
Таким образом для полного использования потенциальной возможности каждого слоя катализатора в дополнительном изобретении осуществляется секционная подача сырья в реактор и тем самым достигают повышения производительности по стиролу в 1,4 раза, селективности процесса в 1,9% и
снижают расход водяного пара на единицу подаваемого этилбензола в пределах 1,5- 1,6 раза.
Формула изобретения
Устройство для автоматического управления реактором дегидрирования углеводородного сырья, содержащее линию подачи сырья с последовательно установленными первым датчиком расхода сырья, первым
исполнительным механизмом и смесителем, регуляторы расхода сырья и пара, линию подачи пара в смеситель с установленными на ней датчиком расхода пара и исполнительным механизмом, пер5 вый, второй и третий датчики температуры зон реактора, первую, вторую и третью линии подачи кислорода в зоны реактора, на каждой из линий установлены датчик расхода кислорода и исполнительный механизм,
0 первый, второй и третий регуляторы расхода кислорода, вычислительный блок, блок сравнения, блок задания те мпературы, многоканальный блок задания расходов кислорода и реле переключения, при этом первый
5 датчик расхода сырья через соответствующий регулятор соединен с управляющим входом исполнительного механизма на линии подачи сырья, с первым входом регулятора расхода пара и с первым входом
0 вычислительного блока, выход датчика расхода пара через соответствующий регулятор соединен с управляющим входом исполнительного механизма на линии под- .ачи пара, а также/с вторым входом вычйс5 летел ьного блока, выходы первого, второго и третьего датчиков температуры соединены с третьим, четвертым и пятым входами вычислительного блока соответственно, выход каждого из датчиков расхода кислорода
0 через регулятор соединен с управляющим входом соответствующего исполнительного механизма на линиях подачи кислорода в зоны реактора, второй вход каждого из регулятороврасхода кислорода соединен с со5 ответствующиМ первым выходом реле переключения выход блока задания температуры соединён с шестым входом вычислительного блока и первым входом блока сравнения, выходы которого соединены со
0 входами реле переключения, седьмые входы вычислительного блока соединены со вторыми выходами реле переключения и первыми выходами многоканального блока задания расходов кислорода, второй вход
5 блока сравнения соединен с вторым выходом блока сравнения, третьи входы которого соединены с вторыми выходами многоканального блока задания расходов кислорода, выходы блока сравнения соеди- нены с входами реле переключения, о т л йчающееся тем, что, с целью повышения производительности и селективности, уменьшения удельного расхода пара, оно дополнительно содержит вторые и третьи датчики расхода сырья, регуляторы расхода сырья и исполнительные механизмы, установленные на второй и третьей линиях подачи сырья в зоны реактора соответственно, причем выходы второго и третьего датчиков
через второй и третий регуляторы расхода сырья соединены с управляющими входами второго и третьего исполнительных механизмов на линиях подачи сырья соответственно, второй и третий выходы вычислительного блока соединены с вторыми входами соответствующего второго и третьего регуляторов расхода сырья.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Устройство для автоматического управления реактором дегидрирования углеводородного сырья | 1988 |
|
SU1527231A2 |
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДЕГИДРИРОВАНИЯ ЭТИЛБЕНЗОЛА | 1990 |
|
RU2065428C1 |
Устройство для автоматического управления реактором дегидрирования углеводородного сырья | 1985 |
|
SU1263690A1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ | 1992 |
|
RU2091361C1 |
Способ управления процессом дегидрирования | 1983 |
|
SU1142464A1 |
Система автоматического управленияпРОизВОдСТВОМ СТиРОлА | 1979 |
|
SU801015A1 |
Способ автоматического управления процессом дегидрирования изобутана | 1984 |
|
SU1281558A1 |
Устройство для управления процессом каталитического алкилирования | 1979 |
|
SU905799A1 |
Система автоматического управления производством стирола | 1975 |
|
SU561943A1 |
Устройство для автоматического управления процессом гидрирования ацетиленистых соединений | 1990 |
|
SU1799374A3 |
Использование: изобретение относится к устройствам автоматического управления технологическими процессами и может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности, в частности при автоматизации процесса дегидрирования углеводородного сырья. Сущность: в устройство для полного использования потенциальной возможности каждого слоя катализатора осуществляется секционная подача сырья в реактор, для чего устройство дополнительно содержит датчики, регуляторы расходы сырья и регулирующие клапана. (Л
Устройство для автоматического управления реактором дегидрирования углеводородного сырья | 1985 |
|
SU1263690A1 |
кл | |||
Способ восстановления хромовой кислоты, в частности для получения хромовых квасцов | 1921 |
|
SU7A1 |
Авторы
Даты
1993-05-30—Публикация
1990-08-14—Подача