Способ управления процессом окислительного дегидрирования н бутиленов

,РяГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВ(56) Авторское свидетельство СССР Ф 587137, кл, С 07 С 5/36, 1976,Авторское свидетельство СССР В 1430391, кл. С 07 С 5/32, 24,11,86 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОКИС ЛИТЕЛЬНОГО ДЕГИДРИРОВАНИЯ н-БУТИЛЕНОВ (57) Изобретение относится к автоматизации реакционных каталитических процессов химико-технологических производств, в частности производства 2 дивинила, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промьппленности. Целью изобретения является увеличение выхода целевого. продукта, Способ предусматривает .регулирование расхода воздуха в реактор 1 регулятором (Р) 10 в зависимости от показаний датчиков (Д) 3 и 6 расхода сырья и концентрации изо" бутилена в нем, регулирование расхода кислорода с помощью Р 12 в зависимости от показаний Д 7 кислорода иа входе реактора, регулирование температуры над слоем катализатора (Д 4 и Р 11) и регулирование расхода пара в печь с помощью Р 9 в зависимости от раз- . а ности между максимальной температуройв слое катализатора (Д 5) и температурой, измеряемой Д 4. 1 ил, 1 табл,Изобретение относится к автоматизации реакционных каталитических про"цессов.химико-технологических производств, в частности производства дивинила, и может быть использовано вхимической, нефтехимической и другихотраслях промышленности,Целью изобретения являетея увеличение выхода целевого продукта. 10На чертеже изображена:принципиальная схема системы управления процессом дегидрирования реализующей предлагаемый способ,Процесс окислительного дегидрирования осуществляют в реакторе 1 с не"подвижным слоем катализатора, Сырье(смесь нормальных бутиленов) подают вреактор одновременно с водяным паромпосле перегрева в печи 2, Кроме того 20в реактор подают кислородсодержащийгаз (смесь воздуха и техническогокислорода).Система управления процессом включает датчик. 3 расхода сырья, датчик 4 температуры над слоем ка"тализатора, датчики 5 температу"ры по высоте сдоя катализатора, анализатор 6 состава сырья, анаизатор 7 содержания кислорода в .Зокислородо-воздушной .смеси, регуляторы 8-10 соответственно расхода сырья,пара и воздуха, регулятор 11 температуры.над слоем катализатора, регулятор12 концентрации кислорода. На схеме35показаны также реализованные в управляющей ЭВМ 13 функциональные блоки:блок 14 коррекции расхода воздуха,блок 15 определения максимальной температуры в слое катализатора и блок16 коррекции расхода пара,Схема управления реализуется набазе серийно выпускаемых отечественных средств автоматики и вычислительной техники,45Предлагаемый способ осуществляютследующим образом,С помощью регуляторов 8-10 осуществляют регулирование расходов соответственно сырья лара и воздуха. С по5 Омощью регулятора 11 по замеру от дат"чика 4 регулируют температуру над слоем катализатора в реакторе 1 воздей"ствием на подачу топливного газа вперегревательную печь 2,С помощью регулятора 12 регулируют 55концентрацию кислорода в кислородовоздушной смеси по замеру от анализатора 7,В реакторе 1 на катализаторе осуществляется реакция окислительногодегидрирования и-бутиленов в дивинилн-С, Н+0,50С, Н+Н. 0+29 ккал/моль(1)Реакция идет с вьщелением тепла,поглощаемого паром и кислородо-воздушной смесью,Помимо основной реакции (1), осуществляется ряд побочных; наиболеесущественное влияние из них оказывает разложение изобутилена, сопровожда-ющееся значительным выделением тепла:3.-СНб+50 д,-ф 2 СО+2 СО +4 НО +1 (2)Иэ сравнения реакций (1) и (2) по стехиометрическим коэффициентам вид но, что интенсивность разложения иэобутилена в 10 раз превышает интенсивность дегидрирования, В результате даже небольшая примесь изобутиленаприводит к избыточному вьщелению тепла и непроизводительному расходованиюкислород а.Для компенсации влияния реакции (2) с помощью блока 14, реализованного в ЭВМ 13, корректируют расход воздуха воздействием на задание Сс регулятору 10, например, по линейному закону:= С + КС+ К С (3)вгде С " постоянная составляющаяосрасхода воздуха;С - расход сырья, замеряемыйс помощью датчика 3;С - концентрация иэобутиленав сырье, замеряемая с помов ищью анализатора 6;КК - коэффициенты.С помощью блока 15 по замеру от датчиков 5 определяют максимальную температуру Т в слое катализатокцтра, С помощью блока 16 по информации от блока 15 и датчика 4 корректируютрасход пара воздействием на заданиеиСц 1 регулятору 9, например, по линейному закону.СЗЮ Со + К (моксп.где Сб - базовая составляющая;Т " температура над слоем ка"талиэатора.Разница температур в выражении (4) характеризует степень реакций и тепло- съема в реакторе.Корректировка расхода воздуха в зависимости от концентрации иэобутиле5154818 на в сырье обеспечивает упреждающую ("по возмущению" ) коррекцию теплосъема в реакторе. и восполнение кислорода, необходимого для реакции дегидрирования, Постоянная концентрация кислорода в кислородо-воздушной смесиподцерживает необходимый "кислородный" режим, Корректировка расхода параобеспечивает необходимый температурный 0 режим.В таблице приведены данные по одному из режимов процесса дегидрирования (данные получены экспериментально), иллюстрирующие эффективность . 15 предлагаемого способа на примере возмущения по концентрации изобутилена в сырье.(С =0,8) по способу Значение Параметры процесса параметрадо возмущения. О,б1370 0,8134 5870 5000 5000 3500 3000 3000 393 39,3 39,3 355 590 355 590 355 595 1:0,717 е 7 1:О,б1:16,7 1:О,б1;16,7 47,2 79,3 47,8 79,6 48 80 За счет внедрения способа в про" 20изводстве дивинила мощностью 100 тыс.тв год достигается увеличение выхода.на пропущенное сырье в среднем на0,2 Х и выхода на разложенное сырьена 0,1 , 25 Концентрация иэобутилена (С ), ЕРасход сырья (С ), т/чсРасход пара (С ), т/ч Расход воздуха (С ), нм /чРасход технического кислорода, нм /ч Концентрация кислороДа в смеси, 7оТемпература, С:,ехнад слоем(Т )в слое (Т с) Соотношениесырье/кислородсырье/парВыход дивинила на сырьепропущенноеразложенное 1 6Формула изобретенияСпособ управления процессом окислительного дегидрирования н-бутиленов, включающий регулирование температуры над слоем катализатора реакторавоздействием на подачу топливного газа в перегревательную печь, концент-.,рации кислорода в кислородо"воздушной смеси на входе реактора, воз"действием на расход кислорода, расходов сырья и пара в печь и воздуха вреактор и измерение максимальной температуры в слое катализатора реактора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения выхода целевогопродукта, дополнительно измеряют кон"центрацию изобутилена в сырье, вычисляют разницу между максимальной температурой в слое катализатора и температурой над слоем катализатора, регулируют расход нара пропорциональновычисленной разности температур, арасход воздуха регулируют пропорционально расходу сырья и концентрацииизобутилена в нем,