Устройство для автоматического управления процессом регенерации катализатора в многослойном реакторе Советский патент 1981 года по МПК B01J8/02 G05D27/00 

вестное устройство не учитывает послeдoвateльнocти горения углистых отложений в многослойном реакторе и связанной с этим последовательности выбора каналов управления, а также не учитывает особенностей характера горения кокса на поверхности катализатора и начальных условий: температур, при которых происходит загорание кокса на каждом слое катализатора и соответствующих этому моментов времени, что снижает качество регулирования процессом. Цель изобретения - экономия расхода сырья. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком коррекции нестационарности, блоком сглаживания максимальных температур и бло ком определения максимума температуры регенерации катализатора, при этом блок коррекции нестационарности своим входом связан с датчиком температуры первого слоя катализатора последовательно через блок сглаживания и блок определения максимума температуры регенерации, а выходом - со входом задание регулятора расхода воздуха. На фиг. i представлена блок-схема устройства автоматического управления процессом регенерации катализатора; на фиг. 2 - кривые изменения температур слоев катализатора в зависимости от времени регенерации; на фиг. 3 кривая задания изменения температуры Устройство содержит командный прибор 1, осуществляющий подготовку технологической системы к регенерации блок 2 определения каналов управления управляющий работой всего устройства переключатель 3 для коммутации исполнительного механизма 4, установленно на линии подачи воздуха, регулятор 5 с датчиком 6 расхода воздуха, блок 7 определения максимума температуры регенерации, катализатора, блок 8 сглаживания максимальных температур и блок 9 коррекции нестационарности. Кроме того, устройство содержит исполнительные механизмы 10-12 на линиях расхода насыщенного пара на каждый слой катализатора и переключатель 13, осуществляющий их коммутацию, регуляторы 14-16 и датчики 17-19 расходов насьпденного пара, реактор 20, датчик 21 температуры верхнего слоя катализатора (счет слоев сверху .вниз) . Устройство включает в себя также блок 22 формирования задания, переключатель 23, коммутирующий вход регулятора 24,реле 25 соотношения, датчики 26 и 27 температур среднего и нижнего слоев катализатора. Устройство работает следующим образом. Командньтй прибор. 1 подает сигнал начала регенерации на блок 2 определения каналов управления, который переводит все устройства в начальное состояние. При этом, через переключатель 3 исполнительный механизм 4 на линии подачи воздуха включается в схему стабилизации расхода воздуха с регулятором 5, датчиком 6 расхода, блоком 7 определения максимума температуры регенерации катализатора, блоком 8 сглаживания и блоком 9 коррекции нестационарности. Блок 7 определяет максимум температурной траектории первого слоя катализатора и передает пропорциональный ему сигнал на блок 8 сглаживания. Определение максимума осуществляется посредством анализа трех сигналов последовательно снятых и запомненных блоком 7 через каждые две минуты. Момент передачи наступает при достижении условия. .° Ч-И где т9, 1 , - температура первого слоя катализатора в пределах текущего цикла регенерации в соответствующие моменты времени i, i-1, i-2. Блоку 8 сглаживания в этот момент передается сигнал т 06,:) -,.об f л X vwcix где , - максимальная темпера«тура первого слоя катализатора в J-OM цикле регенерации. Блок 8 выполняет операции по формуле-p06j ..,3-4 ,.,fn , wax max Vhtax vMax/i ,oS ОБ-, 3-1 где Т 1.- - сглаживание значе)|ак НИН максимума температуры первого слоя катализатора в J-OM и j-1-ом цикле регенерации; j - номер цикла регенерации, ct коэффициент сглаживания, (в конкретном примере о1 0,5). Значение Т у передается блоку 9 коррекции нестационарности, который рассчитывает для следующего цик регенерации начальное задание для р гулятора 5 расхода воздуха по форму ле c,i V G .max max/j зал л. л, где G-ig. , - задание на началь расход воздуха в j+1-ом, j-ом цикла регенерации, Т у,ах максимально допустимая температура, определяемая по регламенту на применяемый катали тор; К - коэффициент, определяемый из мощностных возможностей контура стабилизации расхода воздуха.

Исполнительные механизмы 10, П и I2 переключателем I3 включаются в схемы стабилизации расходов насыщенного оара соответственно с регуляторами 14, 5 и 16 и датчиками 17, 18 и 19. Задание регуляторам 14, 15 и 16 расходов выбираются из условия загорания кокса и в дальнейшем н меняются. В состоянии стабилизации расходов воздуха, подаваемого на первый слой катализатора и насыщенного пард, на каждый слой катализатора реактора 20, устройство находится до момента загорания углистых отложений (кокса) на первом слое катализатора. Этот момент фиксируется блоком 2 определеНИН каналов управления по резкому увеличению температуры (изменение за две минуты больше чем на 8-10 С), которая определяется датчиком 21 температуры.

Если оставить устройство в таком состоянии до истечения времени реге- нерации, кривые изменения температур . слоев катализатора в зависимости от времени -регенерации имеют вид, пбказанный на фиг. 2, где кривые 28, 29 и 30 изображают соответственные графики температур Т первого, второго и третьего слоев катализатора в зависимости от времени регенерации t, а метки , tjij , t3o моменты загорания кокса на соответствующих слоях катализатора. В зависимости от закокс ованности катализатора максимальные температуры , , , достигаемые в различных циклах регенерации, существенно отличаются. Чтобы стандартизиррвать процесс горения, в блок 22 формирования задания заложена

4 - /Twax -TQg f

УПОХ /5

()

-ое

где Т - температура слоя катализатора (объекта)в момент загорания на нем кокса.

Определив момент загорания кокса на первом слое катализатора, блок 2 определения каналов управления выдае следующую последовательность сигнало переключателю 23, который рассчитывает по зависимости (6) и запоминает время достижения максимума заданной температуры, используя для этого температуру f первого слоя катализа:тора, запускает имеющийся в нем таймер на время t от О до t. и на протяжении этого времени выдает регулятору 24 задание, согласно зависимости 15), после выполнения условия , задание остается постоянным и равным . переключателю 13, который коммутирует исполнительный механизм 10, установленный на линииподачи насыщенного пара на первый слой катализатора, с выходом регулятора 24 температуры, при этом схема стабилизации расхода насьщенного пара на первый слой катализатора с регулятором 14 и датчиком 17 из работы выключается; переключателю 3, который коммутирует исполнительный механизм 4 на линии подачи воздуха через реле 25 соотношения с выходом регулятора 24 температуры. В таком режиме устройство стабилизирует температуру регенерации первого слоя катализатора по зависимости, приведенной на фиг.З, с воздействием на расходы воздуха . и насыщенного пара на первый слой, а также стабилизирует расходы насыще1 ого пара на второй и третий 5 стандартная кривая изменения температуры (фиг. З), описываемая параболой T---a(,y-t).x, () где Т - заданная температура катализатора, а - коэффициент, определяемый из условий адиабатического разогрева катализатора при горении кокса, triCix of момента загорания кокса до достижения максимальной температуры, t - текущее время с началом отсчета от момента загорания кокса. Для учета начального температурного состояния катализатора значение определяется в момент загорания кокса по зависимости СЛОИ и остается в этом состоянии и до момента загорания кокса на втором слое катализатора. В момент загорания кокса на втором слое катализатора, который фиксируется блоком 2 определения каналов управления аналогично первому слою, но с использованием температуры, замеренной датчиком 26 температуры второго слоя, блок 2 определени каналов управления вьщает очередную последовательность сигналов; переклю чателю 23 - на подключение датчика 26 температуры второго слоя к регуля тору 24 температуры, блоку 22 формир вания задания, который повторяет все операции, сделанные им для первого слоя, переключателю 13, который подключает исполнительный механизм 11 на линии подачи насыщенного пара на второй слой катализатора к выходу ре гулятора 24 температуры, а исполнительный механизм 10 на линии подачи насьпценного пара на первый слой подключает к вьгкоду регулятора 14 расх да и контур стабилизации расхода насыщенного пара на первый слой возобновляет свою работу. В таком режиме устройство работает до момента загорания кокса на третьем слое, после чего вся процедура работы устройства регенерации второго слоя повторяется для третьего, при этом возобновля ет свою работу контур стабилизации расхода насыщенного пара на второй слой катализатора. Сигнал о конце регенерации по истечении времени (фиг. З) выдает кома дный прибор 1 (фиг. 1) на блок 2 определения каналов управления, который подачей сигналов на переключател 3, I3 и 23 переводит устройство в ис ходное состояние. Продолжая свою работу, командный прибор 1 переводит технологическую систему в режим контактирования (дегидрировяния). Устройство находится в режиме ожи дания до прихода очередного сигнала о начале регенерации с командного пр бора I . При работе устройства используетс насьиденный пар (водяной пар с темпер турой 200-250 С) иа каждый слой ката лизатора в качестве дополнительных каналов автоматического управления температурой катализатора в период р генерации. Исполнительный механизм.4 на лини подачи воздуха работает в противофаэ;е С исполнительными ме:санизмами 1012 на линиях подачи насыщенного пара, а для балансировки мощности управления используется реле 25 соотношения . Блок 22 формирования задания, управляемый блоком 2 определения каналов управления, оценивает начальное состояние катализатора по его температуре в момент загорания кокса. Коммутация исполнительных механизмов соответствующими регуляторами, а также регулятором с датчиками осуществляется посредством переключателей 3, 13 и 23, управляемых от блока 2 определения каналов управления. Запуск и останов устройства осуществляется от командного прибора 1. Устройство позволяет автоматически производить плавную коррекцию условия регенерации в течение всего срока службы катализатора и автоматически вести процесс на всех стадиях регенерации. Использование двух каналов управления температурой катализатора при .регенерации по воздуху и насыщенному пару исключает перегрев катализатора, что увеличивает срок его слуйСбы. Применение устройства позволяет за минимальное время провести полное удаление кокса с поверхности катализатора и восстановить его свойства, & также снизить норму расхода сырья на 0,0015, что составляет 150 тыс. руб в год. Формула изобретения Устройство для автоматического управления процессом регенерации катализатора в многослойном реакторе, содержащее регулятор расход воздуха, регуляторы температуры слоев катализатора, соединенные с блоком формирования задания температуры, связанным с блокой определения каналов управлений, отличающее.с я тем, что, с целью экономии сырья за счет повышения качества регулирования в условиях изменения свойств катализатора от цикла к циклу, оно дополнительно снабжено блоком коррекции нестационарности, блоком сглаживания максимальных температур и блоком определения максимума температуры регенерации катализатора, при этом блок коррекции нестационарности своим вхо- ом связан через блок сглаживания и блок определения максимума с датчи- ком температуры первого слоя катализатора, а выходом - со входом зада ние регулятора расхода воздуха. Источники информации, принятые во вшшание при экспертизе 874 155 /. - 1. Авторскор свидетельство СССР № 2682917/26, кл. В 01 J 8/02, 978. 2. Авторское свидетельство СССР № 587137, кл. С 07 С 5/36, 1976.

w 2