Способ управления двухступенчатым реактором дегидрирования углеводородного сырья

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК САНИ БРЕТЕН ТЕЛЬСТВ сГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙ Н .АВТОРСКОМУ С(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХСТУПЕНЧАТЫМ РЕАКТОРОМ. ДЕГИДРИРОВАНИЯУГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ путем регулрования состава контактного газале первой и второй ступеней реактра изменением температуры реакционой смеси на входе соответствующе 35/04 С 05 1) 27/00 ступени реактора в зависимости от ра хода сырья в реактор и состава газа на входе соответствующей ступени реактора, регулирования расходов свежего сырья и пара, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода сырья и энергозатрат, регулируют соотношение расходов свежего сырья и пара изменением расход .пара, а расход свежего сырья и состав контактного газа после первой и второй ступеней реактора регулируют в зависимости от расхода топливного газа в печь, количества энергозатра на стадиях дегидрирования и разделе ния, количества получаемых побочных и целевого продуктов и потерь целевого продукта.ти при. автоматизации процессов дегид 0 15 мого в печь 6, измеряется датчиком 2440и регулируется клапаном 25, а в печь7 - соответственно датчиком 26 и клапаном 27. Расход пара в печь измеряется датчиком 28 и регулируется клапаном 29. В вычислительном блоке 30 45осуществляется расчет энергозатрат,количества получаемых целевых и побочных продуктов, а в блоке 31 оптимизация - расчет управляющих воздейст 50 55 Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в химической и нефтехимической промьппленносрирования. Цель изобретения - снижение расхода сырья и энергозатрат.На чертеже представлена система управления для реализации предлагаемого способа.Расход сырья в реактор измеряется датчиком 1 и регулируется в первую ступень 2 реактора с помощью регулятора 3 и клапана 4. Расход парав печь регулируется регулятором 5. Пар подогревается в печах 6 и 7. Температура перегретого пара в печи 6 измеряется датчиком 8 и регулируется регуляторами 9 и,10, а температура перегретого пара в печи 7 измеряется датчиком 11 и регулируется регуляторами 12 и 13.Температура реакционной смеси на входе первой ступени реактора измеряется и регулируется соответственно датчиком 14 и регулятором 15, а состав контактного газа после первой ступени реактора - датчиком 16 и регулятором 17, Температура реакционной смеси на входе второй ступени реактора после межступенчатого перегревателя 18 измеряется и регулируется соответственно датчиком 19 и регулятором 20, а состав контактного газа после второй ступени 21 реактора - датчиком 22 и регулятором 23. Давление топливного газа, подаваевий.Расход и состав углеводородного конденсата измеряются датчиками 32 и 33, расходы несконденсированного газа (абгаэа )и свежего сырья - датчиками 34 и 35, Состав газа на входе в первую ступень реактора измеряется датчиком 36. Расходы топливного газа в печи 6 и 7, воды и этилен 20 25 30 35 гликоля на стадию. разделения измеряются датчиками 37-40. Разделение продуктов дегидрирования осуществля - ется в аппарате 4,1.Способ осуществляют следующим образом.Для реактора дегидрирования этилбензола в стирол осуществляется стабилизация содержания стирола в контактном газе после первой и второй ступеней реактора (Х и Х -т). Основными побочными продуктами являются бентол и несконденсированный газ, Оптимальную величину расхода свежего сырья (этилбензольной шихты ) можно определить по выражениюОрф 1 "тГ 2 Э ЗЧгци Ф Дп пра Р)Чэ 6 Чи цп )где а- а 6- коэффициенты;(пара, холода, воды ) настадии дигидрирования;цп- количество получаемогоцелевого продукта (стирола );сэГ - расход свежего сырья, измеряемый датчиком 35;%п пр количество получаемых побочных продуктов;Р- количество энергозатратна стадии разделения;- количество потерь целевопцпго продукта.Количество энергозатрат на стадии разделения определяется по выражениюЧ %% (г)Эвод кол ф" пиргдеэ, - расход воды, измеряемыйдатчиком 39;- расход холода (этилен 6гликоля ), измеряемыйГ УВк УВк ш ш 1114421 4первой и второй ступени реактора определяется по выражениям;1 ф ш ша Р +Ы Х +а Х +Ы а +где К коэфФициент, учитывающийналичие примесей в целевом продукте, например этилбензола в стироле - ректи,Фикате в производстве стирола;содержание стирола в углеводородном конденсате (УВК),измеряемое датчиком 33;расход углеводородного кон-.денсата, измеряемый датчиком 32;содержание стирола в этилбензольной шихте, измеряемое 20датчиком 36;расход этилбензольной шихты,измеряемый датчиком 1;количество смолы, образующейся при разделении УВК (заносится в блок 30 по результатам работы стадии разделения).ество побочных продуктов ЧВК хот хот шРр УВК ЧВК ЧЬК УВкс), =Ы Р х +ар х +ах Р + 45Э ст Э Бт Э стгде а - а,о - ко эффициенты;хш - содержание бентопабтв этилбензольнойшихте,измеряемое .датчиком 36.Количество потерь целевого продукта (стирола) равно 50 с) п а,п = с) смолы Оптимальная величина содержанияцелевого продукта (стирола ) после где х 6 - содержание бентола в УВК,ЧВКУВКизмеряемое датчиком 33; 35- расход УВК, измеряемыйдатчиком 32;6 г - РасхоД несконДенсиРованного газа (абгаза ),измеряемый датчиком 34. 40Количество энергозатрат на стадии разделения определяется по выраже- нию Р1 Э%Э 16 )аП 1 ЧПОР 1 В С)Э 19 )ПЦП1В 1Х =-Ы )о +а Х +Ы 22" т "а 2 Э ЧтГст ор 1 2 о 21 ст24 )Э 2 Э ЦП 2 Ь%ПОР 2 т )Э 29 )МЦПЪ -а +а йгде а 11 - а 2 э - коэффициенты;;х - содержание бентола в4 пконтактном газе послепервой ступени реактора, измеряемое датчиком 16,Оптимальный расход пара на дегидрирование равеноф:К Г (1 о)"пер ор 1 и ор 1где К - коэффициент пропорциональности,Компромисс, возникающий при управлении двухступенчатым реакторомдегидрирования углеводородногосырья, в частности этилбензолав стирол, заключается в следующем:режимные параметры Г 1,х т,р 1Й"от ор и Ч , ор определяютсяпо выражениям 11), (8),(9) и (10) сучетом зависимостей (2 ) -(7),При высоких значениях х и х1 еобеспечивается высокий выход стирола на пропущенный этилбензол, снижаются энергозатраты, но возрастает образование побочных продуктов и,как следствие, большие потери сырья.тПри низких значениях хсти хотф сни"жается образование побочных продуктов, но увеличиваются энергозатраты вследствие необходимости увеличения нагрузки по шихте Р для выполнения плана по целевому продукту истиролу.Распределение интенсивности процесса по ступеням реактора, определяемое величинами,х и х "т, зави 1сит от степени влияния данного распре" деления на показатели процесса. Так, например, если увеличение хприводит к более значительному возрастанию образования побочных продуктов, чем увеличение х,то в этом случае более интенсивно необходимо вести процесс во второй ступени. Если увешличение Р приводит к более значительному возрастанию энергозатрат, 1174421чем увеличение образования побочных продуктов в эквивалентном соотношении при увеличении х,и х , то необходимо,уменьшить значение Рц с увеличением в соответствующих пропорциях х и хдля выполнения плана по стиролу,С помощью регуляторов 3 и 5 осуществляется стабилизация расходов сырья, подаваемого на реактор, и пара. С помощью регуляторов 15, 9 и 10 осуществляется стабилизация температуры реакционной смеси на входе в первую ступень 2 реактора путем изменения расхода топливного газа в печь 6. С помощью регулятора 17 осуществляется стабилизация состава контактного газа после первой ступени реактора путем выдачи воздействия в камеру задания регулятора 15. Аналогично с помощью регуляторов 12, 13 и 20 осуществляется стабилизация температуры реакционной смеси на входе во вторую ступень 21 реактора путем изменения расхода топливного газа в печь 7. С помощью регулятора 23 осуществляется стабилизация состава контактного газа после второй ступени реактора путем выдачи воздействия в камеру задания регулятора 20.Блок 30 осуществляет определениеэнергозатрат в стадии дегидрирования по выражению (2 ), расхода топливного газа по выражению (3 ), количества целевого продукта по выражению 4 , 10 количества побочных продуктов повыражению 5), энергозатрат в стадииразделения по выражению (6 ), потерьцелевого продукта по выражению 7).Результаты расчетов передаются в 15 блок 31, который осуществляет определение оптимальных величин расходасырья по уравнению 1), состава контактного газа содержание целевогопродукта ) после первой и второй сту пеней реактора по уравнениям 8 ) и.9 ), расхода пара по выражению 10 )с выдачей управляющих воздействийв камеры задания регуляторам 3,17,23 и 5.25Предлагаемый способ позволяетснизить расход сырья, энергозатрат и, соответственно, удельные переменные технологические затраты на 1 Е.84 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ПИ Государственного комит по делам иэобретений и отк 035, Москва, Ж, Раушска Подписноета СССРытийнаб., д.4/5