Способ управления процессом окислительного дегидрирования углеводородов

 

Изобретение относится к автоматизации реакционных каталитических процессов химико-технологических производств , в частности производства дивинила , монет бб1ть использовано в химической и нефтехимической промышленности и позволяет повысить выход J . целевого продукта. Схема управления содержит реактор 1, печь 2, датчики (Д) 3,4,5 расхода сырья, воздуха и кислорода, анализатор содержания кислорода в кислородовоздушной смеси, Д-7- 10 температуры над слоем катализатора , верха слоя катализатора, по высоте слоя катализатора, низа слоя катализатора, регуляторы (Р) 11-14 расхода воздуха, кислорода, сырья и пара, Р 15 температуры над слоем катализатора , а блоки (Б) 17,18 коррекции подачи кислорода и температуры над сло ем катализатора, К 19 определения максимального перепада температур . Способ позволяет регулировать соотношение расхода сырья и количества подаваемого кислорода, а подачу топливного газа - в зависимости от температуры над слоем катализатора и от высоты зоны катализатора с максимальным перепадом температур. 2 ил. ш (Л 4 Ьо О со о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОР(;НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4152636/23-26 (22) 26.11.86 (46) 15.10.88..Бил. 1(! 38 (72) А.Д.Голев, Г.С.Гаврилов, В.А.Миронов, И.И.Рязанов, В.P.Òó÷èíский и Н.И.Ухов (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

l1 1142464, кл. С 07 С 5/32, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Р 587137, кл. С 07 С 5/36, 1976. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение относится к автоматизации реакционных каталитических процессов химико-технологических производств, в частности производства дивинила, может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности и позволяет повысить выход д11 4 С 07 С 5/32, G 05 D 27/00 целевого продукта. Схема управления содержит реактор 1, печь 2, датчики (Д) 3,4,5 расхода сырья, воздуха и кислорода, анализатор содержания кислорода в кислородовоэдушной смеси, Д-7-10 температуры над слоем катализатора, верха слоя катализатора, по высоте слоя катализатора, низа слоя катализатора, регуляторы (P) 11-14 расхода воздуха, кислорода, сырья и пара, P 15 температуры иад слоем ка- тализатора, а блоки (Б) 17,18 коррекции подачи кислорода и температуры над слоем катализатора, Б !9 определения максимального перепада температур. Способ позволяет регулировать соотнонение расхода сырья и количества подаваемого кислорода,.а подачу топливного газа — в зависимости от температуры над слоем катализатора и от высоты зоны катализатора с максимальным перепадом температур. 2 ил.

l 43039 l ну

S и и

aU=KE+)KEdd

Изобретение относится к автоматизации реакционных катализаторов каталитических процессов химико-технологических производств, в частности производства дивинила, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других смежных отраслях промышленности.

Цель изобретения — поныщение ныхо- lp да целевого продукта.

На фиг.l изображена принципиальная схема системы управления процессом, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 - иллюстрация изменения тем- 15 пературного профиля слоя катализатора и рабочем цикле дегидрирования.

Процесс окислительного дегидрирования осуществляют в реакторе 1 (фиг.l) с неподвижным слоем катализа- 2ц тора. Сырье подают в реактор одновременно с водяным паром после перегрева в печи ?. Кроме того, в реактор подают кислородсодержащий газ (смесь воздуха и технически чистого кисло- 25 рода) ..

Система управления процессом нключает датчики 3-5 расхода сырья, воздуха и кислорода соответственно, анализатор 6 содержания кислорода в кислородоноздущной смеси, датчик 7 температуры над слоем катализатора, датчик 8 температуры верха слоя ката" лизатора, датчики 9 температуры по высоте слоя катализатора, датчик 10 температуры низа слоя катализатора, регуляторы ll 14 расхода воздуха, кислорода, сырья и пара соответственно в реактор, регулятор 15 температуры

40 ..„над слоем катализатора. На схеме показаны также реализованные в УВМ 16 функциональные блоки: блок 17 коррекции подачи кислорода н реактор, блок

18 коррекции температуры над слоем катализатора, блок 19 определения максимального значения перепада температур и блоки 20 определения перепада температур.

Способ осуществляют следувц1им образом.

С помощью регуляторов 11 — 14 осу- 50 ществляют регулиронание расходов воздуха, кислорода, сырья и пара соответственно в реактор 1. С помощью регулятора 15 по замеру от датчика

sx

7 регулируют температуру Т над 55 слоем катализатора в реакторе 1 воздействием на подачу топливного газа в перегревательнув печь 2.

С помощьв блока 17, реализованногоо в УВМ 16, корректир вт задание регулятору 12, например, по ПИ-закоПри этом в качестве ощибки регулирования используют следующую величину с к 6

Г=аг= С (С + С ) (2),с где G — расход сырья, измеряемый с с помощьв датчика 3; ,к (— расход кислорода, замеряемый с помощьв датчика 5;

С вЂ” расход воздуха, эамеряемый с помощьв датчика 4;

С„ - концентрация кислорода, замеряемая с помощьв датчика б.

Таким образом поддерживают подачу кислорода-окислителя и реактор н заданном соотнощении 0(, с расходом сырья, С помощьв блоков 20 определяют перепады температур по зонам слоя катализатора следующим образом.

Слой катализатора разбивают условно на эоны (в рассматриваемом примере выделено 4 зоны — А,В,С и D), на границах зон устанавливают датчики 9, а в верхней и нижней частях слоя датчики 8 и 10 соответстненно. Перепады температур определяют между соседними датчиками.

Количество эон н слое выбирают в зависимости от его высоты, диаметра реактора, свойств конкретной партии катализатора и других технологических факторов, определяющих характер изменения температурных профилей по слою катализатора в рабочем цикле дегидрирования (см.фиг.2). При этом испольэувт ту особенность процесса, что основная доля конверсии сырья при GKHcJIHtpJIbHQM дегидриронании осуществляется на небольном участке слоя катализатора, причем в рабочем цикле дегидрирования этот участок смещается по слов сверху вниз (кривая 1 соответствует началу рабочего цикла, кривая 2 — его середине, кривая 3— второй половине цикла).

С помощьв блока 19 определяют зону с максимальным перепадом температур т,е, зону, н которой расположен участок с наибольщей конверсией.

1430391

С помощьи блока 18 корректируют задание регулятору 15, например по линейному закону (3) P = 0,6"6000 — 0,492 (4700 +

BX

Т = Т +Ри

+ 2613) = О где и — номер (начиная от верха слоя) зоны с максимальным перепадом температур; 10

P — коэффициент.

В начале рабочего цикла (кривая ! на фиг.2) участок с наибольшей конверсией располагается в верхней части слоя (зоне А), и поэтому перепад температур в этой зоне максимален

А мдкс Г А Е с дТ, дТ, = макс ЬТ,,дТ,,дТ а т (4)

В течение рабочего цикла участок с наибольщей конверсией смещается в последуищие зоны. Дпя кривой 2

voxc Г А в

ДТг = дТг MMàKñ 1 Д Тг Тг дт,, д т, 1 а для кривой 3 макс {дТ, дт

Т,, дт., t, (6) дт = дт", "

Пример. Рассмотрим следуищий технологический режим: G = 5600 м в/ч„35

G = 4700 м /ч; Г " = 2373 м /ч с содержанием О 100И, С = 0,475 (в долях единицы); с = 0,6 °

Расчетная ощибка регулирования по 40 выражении (?) равна

Примем, что расход сырья скачкообразно увеличился и стал равным

6000 м /ч. Ощибка регулирования по выражении (2) принимает значение

+ 2373) = 240

Блок 17 в случае П-закона регули- 55 рования увеличивает расход технического кислорода на величину (примем

К = 1) п

Ь1{ = Кс.= 240

f = 0,6 5600 — 0,475 (4700 +

+ 2373) 0

Я = 0,6 6000 — 0,475 (4700 + в результате (: = 2373 + 240 = 2613, концентрация Г„ равна 0,492, а ощибка регулирования

Изменение температурного режима дегидрирования осуществляит например, следуищим образом.

Начальное значение температуры

T, = 350 С, коэффициент / = 5.

В рассмотренном примере выделено

4 зоны — А,В,С,D с номерами от О до

3 (3oHa A — и = О, зона В - и = 1 и т.д.).

В начале рабочего цикла температура над слоем катализатора вх о

Т =Т +Pn =350+5 0 = 350 С.

При переходе максимального перепада температур в зону В рх о

=Т +оп=350+5 1 355 С

--о

Использование предлагаемого способа управления позволяет повысить выход целевого продукта и тем самым снизить расходный коэйфщиент по основному сырьи (н-бутилену) на 0,3 отн.l.

Формула изобретения

Способ управления процессом окислительного дегидрирования углеводородов, вкличаищий регулирование подачи сырья и пара в перегревательнуи печь, кислорода и воздуха в реактор, температуры над слоем катализатора реактора изменением подачи топливного газа в перегревателы уи печь и измерения профиля температур в реакторе по высоте слоя катализатора, о т л ич а и шийся тем, что, с цельи . повыщения выхода целевого продукта, дополнительно измеряит содержание кислорода в кислородовоздупной си си на входе реактора, определяит перепади температур по зонам катализатора и высоту эоны катализатора с максимальным перепадом температур, по расходам воздуха и кислорода в реактор и содержание кислорода в кислородовоздунной смеси вычисляит количество кислорода, подаваемого в реактор, регулируит соотнощение расхода сырья в печь и вычисленного количества кислорода изменением подачи

7гмлг,дандури

У у щцД 3 наЯ Яуф а Р Зомо 3 МамоЛиэогторо

Фиа 2

Составитель Г.Огаджанов

Техред А.Кравчук

Редактор Н.Киштулинец

Корректор О, Кравцова

Заказ 5301/23

Тираж 370

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

-по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

5 1430391 6 кислорода в реактор, а подачу топлив- симости от высоты зоны катализатора ного газа в печь корректируют в зави- с максимальным перепадом температур.