Устройство для автоматического управления реактором дегидрирования углеводородного сырья

(5 7 00 07 С 5/32 О ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТНРЫТИЯМ ЗОБРЕТЕНИЯ СА ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ических продалиев аИ. Алия ров(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯУПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОУГЛЕВОДОРОДНОГО СЫР(57) Изобретение от ствам для автоматического управле ния технологическими процессами в многослойных адиабатических реакт рах с неподвижным слоем катализатора, является усовершенствованиемизвестного устройства, описанногов авт.св, Ф 1263690, и позволяет повысить выход целевого продукта,Устройство содержит датчики 3,6 и 9расхода сырья, пара и кислорода,регляторы 4, 7, 10, 18, вычислительныйблок 13, блок 14 сравнения, блок 15задания температуры, блок 16 заданиярасходов кислорода и реле 17 переключения, 2 ил,Изобретение относится к устройствам для автоматического управлениятехнологическими процессами в многослойных адиабатических реакторах снеподвижным слоем катализатора и является усовершенствованием устройства по авт.св, М 1263690,Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта, 10На Фиг, представлена блок-схемаустройства; на фиг, 2 - профиль температурного режима в реакторе,Устройство содержит секционныйадиабатический реактор 1 дегидрирования углеводородного сырья с неподвижными слоями катализатора (фиг,1),смеситель 2, датчик 3, регулятор 4и регулирующий клапан 5 расходасырья, датчик 6 расхода пара, регулятор 7 соотношения расходов сырья ипара, регулирующий клапан 8 расходапара, датчики 9, регуляторы 1 О и регулирующие клапаны 11 расхода кислорода воздуха по ступеням, датчики 2512 температуры, вычислительный блок13, многоканальный блок 14 сравнения,блок 15 задания температуры, Блок 16задания расходов кислорода воздухапо ступеням реактора, многоканальное 30реле 17 переключения, регуляторы 18температуры, регулирующие клапаны19 расхода хладагента в межслойномтеплообменнике, теплообменник 2035Устройство работает следующим образом,Информация о расходе сырья и пара, замеряемых соответственно с помощью датчиков 3 и 6, поступает од новременно на входы регулятора 4 рас - хода сырья и регулятора 7 соотношения расходов сырья и пара,изменяющего расход пара в зависимости от расхода сырья, и на вход вычислительно го блока 13, на другие входы которого поступает информация с блока 15 задания температуры и с датчиков 12 температуры в неподвижном слое катализатораВ вычислительном блоке 13 осуществляется решение математической модели процесса, которая имеет следующий видй = Е(йсэйпэТэТь)э где Т, Т - текущие значения температур в каждом слоереактора;Т - начальное значение темяпературы;Т - максимальное значение етемпературы на выходеслоя;дА МАз адав аемые расчетныезначения расходовкислорода воздуха послоям;Я. - текущее значение расходов сырья и пара,Данная математическая модель процесса дегидрирования позволяет определить оптимальное количество кислорода воздуха, подаваемого в каждыйслой реактора, и необходимое количество хладагента, подаваемого вмежслойный теплообменник для поддержания ступенчатого температурногорежима секционного адиабатическогореактора, Для этого на вычислительный блок поступает от датчиков 3 и12 информация, В вычислительном блоке 13 на основе этой информации иматематической модели решается задача теоретической оптимизации, гдепо заданной начальной температуреТ вычисляется верхний уровень темнпературы То, После чего для найденного значения Т определяется необходимое количество кислорода воздуха, подаваемого в каждый слой реактора. Для этого начальное распределение кислорода воздуха вводится в вычислительный блок 13 с помощью многоканального блока 16 задания расхода кислорода воздуха по слоям и вычисляется температурное распределение по слоям,Сигнал от вычислительного блока13 поступает на многоканальный блок14 сравнения, где сравнивается с сигналом от блока 15 задания температуры, величина которой определяетсяв процессе решения задачи оптимизации и является оптимальной для данного режима в реактореЕсли величинасигнала на выходе вычислительногоблока 13 отличается от величины сигнала на выходе блока 15 заданий,томеняется распределение кислорода воздуха в блоке 16 до тех пор, пока навыходе из блока 14 не исчезнет сигнал рассогласования, При исчезновении сигнала рассогласования реле 17переключения открывается и пропуска5 15ет сигналы от блока 16 задания расходов кислорода воздуха, которые вкачестве задания поступают на регуляторы 1 О.На второй вход регуляторов 1 О подается информация с датчиков 9, и,воздействуя своими выходами регуляторов 10 на регулирующие клапаны 11,поддерживают необходимый температурный режим в реактореКроме того,в вычислительном блоке 13 по математической модели определяются оптимальные температурные последовательности в межслойном пространстве реактора, которые поступают на первыевходы регулятора 18 температуры ввиде задания, На вторые входы регулятора 18 температуры поступает сигналот датчика 12 температуры, При рассогласовании этих сигналов на выхо-.де регулятора 18 появляется сигнал,который, воздействуя на регулирующий клапан 19, изменяет количествоподаваемого хладагента в межсекционный теплообменник 20,В качестве примера приводим результаты расчета процесса окислительного дегидрирования изоамеленовв изопрен,Информация о расходе сырья и пара, замеряемая с помощью датчиков3 и 6, поступает одновременно на входы регулятора 4 расхода сырья и регулятора 7 соотношения расходов сырьяи пара (1:20), а затем через смеситель 2 в первый слой реактора и навход вычислительного блока 13, надругие входы которого поступает информация с датчиков 12 температурыи с блока 15 задания температуры,Ввычислительном блоке 13 решается задача теоретической оптимизации, гдепо входным значениям Т = 420 С иоТ = 440 Г вычисляется значение наовыходе Тп = 600 С, 5 пя найденногозначения Т.п определяется Цзад272316 25 30 35 40 45 0,65 оль и Ц" = 0,9 моль ов качестве задания поступает на регуляторы 1 О, на второй вход которыхподается информация с датчиков 9,и,воздействуя на регулирующие клапаны11, поддерживает необходимый температурный режим в реактореКроме того, в вычислительном блоке 13 определяется температурная последовательность в межслойном пространствезадТ , которая поступает на первыйвход регулятора 18 температуры в виде задания, На второй вход регулятора-:18 температуры поступает сигналот датчика 12 температуры, На выходе регулятора 18 появляется сигнал,, который воздействует на регулирующийклапан 19, подавая в теплообменник20 рассчитанное количество хладагента, равное 65400 м /ч,Э Использование изобретения в процессе окислительного дегидрирования изоамиленов в изопрен позволяет довести выход изопрена до 547.Формула изобретения Устройство для автоматическогоуправления реактором дегидрированияуглеводородного сырьяпо авт.свФ 1263690, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения выходацелевого продукта, в него дополнительно введены теплообменники поступеням реактора, клапаны подачихладагента в теплообменники и регуляторы температуры по ступеням реактора, при этом датчики температурыподсоединены к первым входам регулятора температуры по ступеням реактора,вторые входы которых соедийены свторым выходом вычислительного блока,а выходы - с клапанами подачи хладагента в теплообменники по ступенямреактора,,Поко Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 7477/33 Тираж 352 ВНИИПИ Государственного комите 113035, МоскваПодписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР