Способ автоматического управления многополочным реактором

Союз СоветскинСоциапистическинРеспубпии ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нщ 897274(51)М, Кл. В 01 д 8/02С 05 0 27/00 Гасударственный комитет ССЕР по делам изобретений и открытий(5) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕН ИНОГОПОЛОЧНЫИ РЕАКТОРОМ Изобретение отнозации многополочныхняющейся активносвследствие его заусловиях ограничесов и может бытьиэводствах дивинирена из диметилдической и нефтехим ся к автоматиакторов с изме тью катализат коксованности нности энерго использовано ла из бутана,оксана (ДИД) ической промы в сур- произоп хими"ленности.Известен способ автоматического управления процессом разложения ДИД в изопрен в шестиполочном реакторе, включающий стабилизацию температуры верха каждой полки на одинаковом уровне изменением расхода перегретого водяного пара 1 .Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ автоматического управления многополочным реактором контактного разложения диметилдиоксана в изопрен включающий измерение температуры вер ха каждой из шести полок, состава исходного сырья - ДИД и продуктов раэложения ДИД на выходе из реактора,поиск оптимальных значений температуры на каждой из шести полок на осно"ве текущих результатов вычисления 5 конверсии и выхода изопрена на пропущенное сырье на выходе реактора и взависимости от рассчитанных значенийтемпературы регулируют температурыверха полок реактора изменением рас 1 ф . хода водяного пара 21.Общим недостатком известных спосо;бов является то, что не учитываетсяотложение кокса на катализаторе,обуславливающее снижение во времени качественных показателей процесса конверсии и выхода изопрена, а такжесущественное влияние продуктов разложения ДИД, изопрена и формальдегидана коксообразование и связанное сэтим Фактом увеличение коксоотложения по времени контактирования и подлине реактора, а также ухудшениекачественных показателей работы реак897274 ЬТ - (Т - Т )А, (1)р Нгде= 1 2 3.,6 - номер полки;- 0,1,2,3 - дискретное вре Омя;Т 1 Т - температура верха, низа В1-ой полки в 1-ый моментвремени;А - допустимая величина перепа1да температуры на полке.Текущая производительность реактора П вычисляется в устройстве 8 по результатам обработки хроматографической информации С получаемой с хроматографа 9 и расхода ДМД, О измеренного расходомером 1 О1ЮП =Б 0С , (2)м д( -1)+Т .55 К 51где С 3тора и отсутствие учета треоований и экономии энергоресурсов.Цель изобретения - повышение производительности реактора за счет увеличения длительности цикла контактирования.Укаэанная цель достигается тем, что измеряют температуру под слоями катализатора и корректируют ее в зависимости от перепада температур в 10 слоях катализатора на нижних полках реактора и времени от начала цикла контактирования, а прекращение цикла контактирования осуществляют в зависимости от текущей производитель З ности реактора и времени от начала цикла.На чертеже показана блок-схема системы управления, реализующей предлагаемый способ, 20Способ осуществляется следующим образом.Исходное сырье ДМД с небольшими примесями органики поступает в шестиполочный реактор 1. На каждой полке 23 реактора измеряется температура верха и низа с помощью термопары 2 и нормирующего преобразователя 3. Температура верха каждого слоя .регулируется регулятором 4, воздействующим щ на исполнительный механизм 5, установленный на линии водяного пара.Перепад температуры на полках вычисляется в устройстве 6, а в устройстве 7 проверяется выполнение усло- вия С- концентрация изопрена в ый момент времени;5 - площади хроматографическихпиков при щ 1 2К;К - калибровочные коэффициенты;Ь - промежуток времени междудвумя соседними измерениями;Г - длительность цикла регенерации катализатора;С - расход ДМД в 1-ый моментвремени.Устройство 11 по сигналу об окончании процесса регенерации катализатора устанавливает задание регуляторам 4, Регуляторам 4 первых трех слоев по ходу сырья устанавливаются равные задания Р=Р 1=Р =Р =Соивбт 0, соответствующие таким значениям температуры верха полок, при которых соответствующие исполнительные механизмы 5 примерно на 803 закрыты и скорость реакции незначительна, но обеспечивает вместе с тремя последними слоями требуемую степень превращения ДМД в изопрен, а так как температуры на этих слоях низкие и концентрации продуктов ответственных за коксообразо- вание невысокие, то кокс на этих сло ях почти не отлагается,Регуляторам температуры 4 трех последних слоев задание задается как функция времениР = а + Ь, (3) где= 4,5,6;1 = 0,1,2,3 ;аЬ - сопэй ) 0При достижении момента времени от начала цикла контактирования равного Т 6 проверяется условие (1), Если оно выполняется, то 6-ой слой отключается, что способствует установлению задания регулятору 4, равного Р.Выполнение условия (1) говорит о том, что слой закоксован и его вклад в разложение ДМД в изопрен до требуемой величины незначителен.Дальнейшее изменение задания регулятору 4 по закону (2) нерационально по двум причинам: протекание нежелательных реакций и напрасный расход перегретого пара. При установке задания Р регулятору 4 на этом слое расход перегретого пара на него резко сокращается. Это не означает полного прекращения реакции на этом слое. На нем продолжает протекатьреакция, достаточная для обеспечения требуемой степени разложения ДМД при условии подключения в работу 3-го слоя.Регулятору 3-го слоя устанавлива- з ется задание, равноеРЭ = абаз + Ьу (4) что соответствует включению слоя.Затем проверяется выполнение условия (1) на 5-м слое при достижении 1 О времени контактирования, равного Т) Т 6 . При выполнении этих условий 5-ый слой отключается, а 2-ой включается, Это повторяется до полного отключения трех нижних слоев и вклю чению трех верхних.Процесс контактирования прекращается, если длительность его более допустимой и величина производительности по изопрену меньше допустимой. 20Предлагаемый способ управления многополочным реактором при прочих равных условиях позволяет существенно снизить отложение кокса на катализаторе по длине реактора за счет 25 разложения, например изопрена и фор-. мальдегида, что, в свою очередь, поэ" воляет удлинить время контактирования и, следовательно, увеличить производительность реактора. Кроме того, Зе внедрение предлагаемого способа позволяет повысить выработку по целево-, му продукту - изопрену ориентировочно на 2,03 (1,76 тыс. т в год) и снизить норму расхода водяного пара на 0,2 Гкал на 1 т изопрена за счет увеличения длительности цикла контактирования, вызванного уменьшением коксоотложения, что позволяет получить зкономию 227 тыс. руб в год.Формула изобретенияСпособ автоматического управления многополочным реактором в цикле контактирования путем регулирования температуры над слоями катализатора изменением расхода водяного пара, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности реактора за счет увеличения длительности цикла контактирования, измеря-, ют температуру под слоями катализатора и корректируют ее зависимости от перепада температур- в слоях катализатора на нижних полках реактора и времени от начала цикла контактирования, а прекращение цикла контак- тирования осуществляют в зависимости от текущей производительности реактора и времени от начала цикла.Источники информацИи,принятые во внимание при экспертизе1, Технический проект институтаГипрокаучук". М., т. 15, кн. 9,1974.2. Материалы 3-ей международнойконференции нАвтоматизированные системы управления в химической промышленности". НРБ, Бургас, 197389727 ч Корректор Н. Сте Тираж 57 бИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и откр13035, Москва, ЖРаушская Заказ 11785/8 ВНИисное ССРй иал ППП "Патент",жгород, ул. Проектна Составитель Т,Чулкодактор М.Харитонова Техред Т. Наточка