Способ управления процессом дегидрирования углеводородов

19) И УДАРСТВЕНКЬ 1 Й КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф, я11 а,БК: .1 АВТОРСКОМ(54)(57) СПОС СОИ ДЕГИДРИРО осуществляемым системе цикли регулирования сырья и пара да пара, те печи измене РАВЛЕНИЯ УГЛЕВО вухреак го дейс ношения ь измен ры пара дачи то ПРОЦЕСОРОДОВ, орной вия, путем расхода нием расхо на выходе ливного с п мперФг кием п(59 4 С 07 С 5/32 С 05 0 27 газа в горелки печи и расхода воздуха на регенерацию, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения расхода сырья и энергоресурсов,дополнительно измеряют расход газарегенерации и давление топливногогаза в печь, изменяют с заданнойскоростью расход воздуха от нулевого до заданного значения в начале интервала регенерации каждого цикла,регулируют давление топливного газав печь с коррекцией по расходам топливного газа в горелки печи, определяют расход пара на контактирование по расходам пара в печь, воздухана .регенерацию и газа регенерации 8и корректируют соотношение расходовсырья и пара в печь в зависимостиот расхода пара на контактирование,Пар, перегретый в печи 4 до температуры около 700 С, распределяют между реакторами 1 и 2. Из-за от 1 12570 бИзобретение относится к автомати-.зации циклических реакционных процессов химико-технологических производств, в частности производств изопрена и дивинила, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности,Целью изобретения является снижение расхода сырья и энергоресурсов. 10На фиг. 1 изображена принципиальная схема системы управления процессом; на Фиг. 2 - циклограмма процесса.Процесс дегидрирования осуществляют в реакторах 1 и 2 с неподвижнымслоем катализатора, переключаемыхФс помощью логической машины 3 поочередно с .контактированием на регенерацию и обратно (на схеме реактор 1 по-.казан в период контактирования, а ре 20актор 2 - регенерации). Длительностьполного цикла 15-20 мин, Сырье подаютв реактор в смеси с паром после нагре-ва в печи 4. Во вреггя регенерациив реактор подают воздух в смеси с паром для выжига откладывающегося вовремя контактирования кокса.Система управления процессомвключает (фиг. 1) регулятор 5 расхода сырья с датчиком б, регулятор 7 щорасхода пара на печь с датчиком 8,регулятор 9 давления топливного газана печь с клапаном 10, датчик 11 расхода воздуха на регенерацию, датчик 12 расхода газа регенерации, датчик 13 температурьг пара на выходе пе"чи, клапан .14 подачи воздуха и клапаны 15 подачи топливного газа в горелки печи, На схеме показаны такжефункциональные блоки: блок 1 б регулирования расхода воздуха, блок 17программного изменения задания нарасход воздуха, блок 18 регулирования температуры пара на выходе печи блок 19 коррекции давле-Уния топливного газа, блок 20 определения расхода пара на контактирование, блок 21 регулирования соотношегия расхода сырья в печь н пара нагонтактирование и блок 22 синхронизации, Перечисленные Функциональныеблоки реализованы в управляющей вычислительной машине (УВМ) 23.Способ осуществляют следующимобразом.С помощью регуляторов 5 и 7 регулируют расход соответственно сырья ипара, подаваемых через печь 4 в реакторы 1 н 2,9 2С помощью блока 16 по замеру от датчика 11 регулируют расход воздуха воздействием на нлапан 14. В связи с наличием скачкообразных возмущений по давлению воздуха, используют ПИД- закон регулирования, В течение интервала регенерации каждого цикла задание на расход воздуха изменяют с помощью блока 17, например, по следующей программе: линейный подъем расхода от нулевого до номинального значения со скоростью, обеспечивающей выход на номинал не быстрее 1 мин, и последующая стабилизация (фиг. 2),На фиг. 2 пунктиром показана подача воздуха в начале интервала регенерации по известному способу.С помощью блока 18, реализованного в УВИ 23, регулируют температуру пара но информации от датчика 13 одновременным воздействием на клапаны 15. С помощью регулятора 9 регулируют давление топливного газа на печь воздействием на клапан 10, уста" новленный на общей линии подачи топливного газа в печь. Периодически (с интервалом Т ) с помощью блока 19 корректируют задание регулятору 9, например, по следующему закону:ннн иаКс где дР - величина приращения заданияпо давлению на одном шаге;Н - текущее положение клапана 15, определяемое по величине управляющего сигналана них ИО ксУБмннБ - максимально и минимальнодопустимое положение клапанов 15,Величину Т выбирают так,чтобыона превышала длительность переходных процессов в печи ("30 мин).На клапанах 15 используют байпасные потоки, что повышает точность,и одновременно сужает шкалу регулирования, Коррекция (1) давления топливного газа при выходе клапанов 15на допустимые границы представляетсобой "грубое" регулирование длярасширения шкалы, 3 12510 сутствия задвижек, надежно работающих при указанной температуре, распределение осуществляют за счет соотношения сопротивлений линий контактного газа и газа регенерации. Из-за отсутствия расходомеров, надежно работающих при укаэанной температуре, расход пара на контактирование определяют из материального баланса с помощью блока 20 следующим образом:10(2) где С - расход пара на печь, определяемый по информации от датчика 8;С - расход газа регенерации, 15определяемый по информацииот датчика 12;С - расход воздуха, определяемый по информации от датчика 11. 2 ОС помощью блока 21 регулируют соотношение расхода сырья, определяемого по информации от датчика 6, и расхода пара, определяемого по формуле (2). 25С помощью блока 22 осуществляют синхронизацию работы УВМ 23 с цикличностью работы реакторов путем анализа сигнала о начале цикла от логической машины 3, основной функцией которой является реализация цикличности работы реакторов по заданной временной программе, Она имеет таймер, отсчитывающий время с начала до окончания цикла, затем время следую- З щего цикла и т,д. (например, длительность цикла, равную 16 мин). В заданные моменты логическая машина 3открывает либо закрывает соответствующие задвижки./Так, в начале цикла реактора 1(фиг. 2) открываются задвижки, показанные открытыми на фиг. 1, и одновременно закрываются задвижки, показан- ные на фиг, 1 закрытыми. Через 8 мин,д 5%. 69 4т,е. через 1/2 цикла, осуществляетсяобратное: открытые задвижки закрываются, а закрытые - открываются.Еще через 8 мин процесс повторяетсч,и т.д,Кроме указанной основной функциилогическая машина 3 выполняет некоторые логические операции, связанные с взрывоопасностью производства.В частности, осуществляется контроль и блокирование одновременного открытия некоторых эадвижек, Например, не допускается одновременная подача в один реактор сырья и воздуха.Блок 22 получает сигнал от таймерз блока 3 и фиксирует моменты начала циклов 1-го и 2-го реакторов. Реализация временных программ внутри циклов для управления, в частности, подачей воздуха осуществляется с помощью ЭВМ, имеющей свой собственный таймер, Такая синхронизация необходима из-за погрешностей таймеров блока 3 и ЭВМ. Ограниченная подача воздуха в начале регенерации снижает общее его количество за интервал регенерации (экономия топливного газа) уменьшает переокисление катализатора и исключает его перегревы за счет вспышек (экономия сырья). Двухступенчатое регулирование температуры пара повышает качество поддержания заданного температурного режима процесса (экономия сырья). Использование косвенного замера пара на контактирование повышает качество регулирования соотношения расходов сырья и пара (экономия паоа 1.Использование способа управления в производстве иэопрена позволяет снизить расходные коэффициенты по основному сырью (изопентану), пару и топливному газу.