Способ автоматического регулирования процесса алкилирования бензола этиленом

СООЗ СОВЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСГВЬДИН 1) С 07 В 37 05 Р 27/00 БРЕТ ЬСТВ ГОСЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР. ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСЙОМУ СВИДЕТ1(56) Авторское свидетельсгяо СССРР 1264543, кл, С 07 В 37/00, 1984.Авторское свидетельство СССР.В 552326, кл. С 07 .С 3/50, 1975.(54) СПОСОБ АВТОИАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА АЛКИЛИРОБАНИЯ БЕНЗОЛА ЭТИЛЕНО 11(57) Изобретение относится к управлению технологическими процессамиалкилирования, Может. быть использо вано в нефтехйьеческой и химическойпрощпеленности, в основном в производстве этнленбензола, и дозволяет Изобретениеотносится к унравленщо .екнологическнми процессами алкилнрования н макет быть.использовано в нефтехимической ы химической . промьипленностк в производстве зтнлбензола.аделью изобретения является повышение вМкода целевого продукта и снижение расхода свеаехо каталнзаторного комплексаИа фиг. приведена принщнпиальиая схема системы управления;. на фиг.2- блок-схема алгоритма управления,На схеме (фнг.1) показаны алкилатор 1, смеснтель 2 алкнлатора,трубо 620441 А.2, повысить выход целевого продукта и снизить расход свежего кзталиэаторного комплекса. Для этого определяют отклонение от заданного значения отношения приращения полиалкилбенэола на выходе алкилатора к сумме количеств бснзола, полиалкилбенэола и этилена на входе в алкилатор и прн .уменьшении величины отношения от заданной в меньшую сторону увеличивают расход полналкплбенэолд на вход алкилатора, а прн увеличении величины отклонсния от заданной в большую сторону уменьш 1 ют расход свежего катализаторного комплекса в алкилвтор.йри этом уменьшение расхода свежего каталиэаторного комплекса компенсируют Е увеличением, расхода ввзвратного катализаторного комплекса эа счет уменьшения выброса избытка отработан- С ного катализаторного комплекса. 1 табл., 2 ил. проводы 3-7 соответс бензола в алкилатор зола, каталнзаторнрг . жего катализаторного возвратного катализат са, этилена 8 и выхо массы 9, отстойник 1 О 11 .н 13 вывода алкила . ного каталнзаторного бытка.отработанного к коьащекса, чувствиг 14 расхода бензола: р хода бензола, регулнр .установленный на труб чн бензола в алкилато твенно, подачи,1 полиалкилбено комплекса,.свекомплекса,орного камллекда реакционнойтрубопроводыта иотработан-:комплекса, иэаталнзаторногоельный элементегулятор 15 расующий орган 16,опроводе подар, чувствитель(3) иый элемент 17 расхода полиалкилбен.зола, регулятор 18 расхода полиалкилбензола, регулирующий. орган 19,уста.новленный на трубопроводе подачй полиалкилбензола в алкилатор, .чувствительный элемент 20. расхода свежего катализаторного комплекса, регулятор 21 расхода свежего катализаторного комплекса, регулирующий орган 22,установленный на трубопроводе подачи свежего катализаторного комплекса в апкилатор, чувствительный элемент 23 расхода возвратного катализаторного. комплекса, регулятор 24 расходавозвратного катализаторного комплекса, регулирующий орган 25, установ.ленный на трубопроводе подачи возвратного катализаторного комплексав алкилатор, чувствительный элемент 26 расхода этилена (газа); регулятор27 расхода этилена в.алкилатор,регулирующий орган 28, установленный натрубопроводе подачи этилена в алкилатор анализатор 29 концентрацииполиалкилбензола в алкилате, регули рующий орган 30, установленный на. трубопроводе вывода избытка отработанного катализаторного комплекса,и.миниЭВЧ 31,Способ осуществляется следующим:В смеситель 2, апкилатор 1 трубопроводами 3,4,5 и 8 поступают бензол, ,полиалкилбензол, катализаторный комплекс,. состоящий из свежего и возвратного катализаторного комплекса, поступающих в трубопровод 5 по трубопроводам 6, 7, и этилен, Реакционная масса по трубопроводу 9 поступает в. отстойник 10, где происходит отделение реакционной массы от отработанного: катализаторного комплекса.,Смесь целевого и побочного продуктов по.трубоцроводу 11 отводится для дальнейшего разделения. Отработанный катализаторный комплекс по трубопроводу 12 подается на узел восстанов-. ления активности с хлористым этилом (узел восстанозления на схеме не показан). Восстановленный возвратный катализаторный комплекс по трубопроводу 7 вводится втрубопровод 5,который поступает в смеситель 2 алкилатора 1. Избыток отработанного каталиэаторного комплекса сбрасывается иэпроизводства по трубопроводу 13.Чувствительный элемент 14, регулятор15 и .регулирующий .орган 16 образуют контур регулирования расхода бензолав алкилатор, Чувствительный элемент17, регулятор 18 и регулирующий ор- .5 . ган .19 образуют контур регулирования расхода полиалкилбенэола в алкилатор 1. Чувствительный элемент 20,регулятор 2.1 и регулирующий орган22 образуют контур регулирования расхода свежего каталиэаторного комплекса в алкилатор. Чувствительный элемент 23, регулятор 24 и регулирующий орган 25 образуют контур регулирования расхода возвратного катализаторного .комплекса, Чувствительныйэлемент 26, регулятор 27 и регулирующий орган 28 образуют контур регулирования расхода этилена в алкилатор.Концентрация полиалкилбензола в алки 20 лате определяется с помощью анализатора 29,Расход избытка отработанного катализаторного комплекса регулируетсяс помощью регулирующего органа 30.25 Система автоматического регулирования содержит миниЭВМ. 31, к входукоторой подключены датчики. 14,17,2023,26,29, пропорциональные соответственно текущим значениям .расхода30 бензола., полиалкилбензола, свежегои возвратного катализаторного комплекса, этилена в алкилатор и концентрации полиалкилбензола в .алкилате.Блок"схема алгоритма работы миниЭВ 11 приведена на фиг,2.Блок 1. Вводятся исходные данные.Блок 2, На основе исходных данныхпо следующей последовательности вычисляется отношение приращения поли 40 алкилбензола в алкилаторе к суммеколичеств бензола, полиалкилбензолаи этилена на входе в алкилатор.Ск=Ск +Ск ф.,вов св45 где С, С - соответственно рас.ходы .возвратного исвежего катализа-торного комплекса. вх+. Ср + С, + Сг, (2) на.груэка на алкилатор;расход бенэола на алкилат.ор;расход нолиалкилбенэолана алкилаторрасход этилена (газовойфазы) на алкилаторгде СБ " - количество полиалкилбензола на выходе алкилатора; С- концентрация полиалкилбеызола на выходе алкилатора.выС пав С пав4-. -, (4)БС +СБ+ СГгде М, - отношение приращения полиалкилбензола в алкилаторе к сумме количеств бензола, полиалкилбенэолаи этилена на входе в алкилатор.Блок 3. Сравнение значений ф, и0 (фе1) В случае о й М.+ Я. идти кблоку. 6.2) Если 0 ) К Б 1 ф." , идти кблоку 5, иначе к блоку.4,Блок 4. Увеличение расхода полиапкилбеизола на. вход алкилатора.вх +ЭО . пав, юББлок 5. Уменьшение расхода свежего катализаторного комплекса и увеличение расхода возвратного катализаторяого .комплекса,св"св. сввФ воз свСС + ДС.Блок. 6. Формирует задаюшний сигнал,регуляторам 18,21,24 расходов полиаикилбензола, свежего и возвратногокатализаторного комплекса на входвлкилатора, Система функционируетследующим образом.Имел информацию от датчиков 14,17,2 О,23,26,29 н величин 3 ау, с,вводимых вручную в,мнниЭВМ,последовательно вычисляя следующие выражения, находит значение в 6,взСН Ск + Ср+ Сав + С,;вва Саь С 1 ви в пав С аа С 6 + Сюе+ Сг Зависимость оптимального значения 0 за 4 от параметров процесса имеет видОщ " 0,05223 + 0,010375 С я0,0943469 С г - 0,0056437 С,. Далее миниЭВЧ сравиивает найден-,ное отношение 0 С с ее заданным значением Ос - 01) В случае 0( = ь я 3:Е миннЭВМ 5с помощью регуляторов 18, 21 и 24,воздействуя на регулирующие органы19, 22 и 25, стабилизирует расходыполиалкилбензола, свежего и возвратного каталйзаторного комплекса навход алкилатора 1.2) Если 0 )М 1 , мнниЭВМс помощью регуляторов 21, 24 и РЕгулирующих органов 22, 25 уменьшает расход 15 свежего и увеличивает расход возвратного катализаторного комплекса валкнлатор .с использованием ФормулыСвф с 8 сВ Воз БоВ св"С к -ДС: С = С + ДСк 20иначе миниЭВМ по ФоРмуле С павщ С + ДС, Б с помощью Регулятора 18 и регулирующего органа 19 увеличивает расход ПОЛИаЛкндбензола Навход алкилатора. В зависимости отсигналов задания, выданных мнпиЭВМ,регуляторы 18, 21 и 24 воздействуютсоответственно на регулнруюшое органы 19, 22 и 25 до тех пор, пока сигнал рассогласования регуляторов 18,21 и 24 не будет равен нулю.30Л р и м е р. 1 вариант для случаяМф.1. По последовательности вычисля 505 35 ется текущее значение. С= С ++ С "+ Сг 97,32 тн; С"- Савхх С. = 6,365 тн, где:С а - концент"рацйя Поляалкилбензола, ОПРЕделяет ся .анализатором 29 и меняется в пределах 0-0,1.вью вС юв СавМ эу-" - .-" -0,0266.Б Сгнив. С Г452. Сравиивается текушее значениеМ с заданным эндчением, О а .Дляданной нагрузки ЬТ,аА = 0,0243.О,Оабб0.,02433. Вычисляются значения расходовсвежего и возвратного катализаторного комплекса.Сф= С -ДС.= 0,4;с В+ в св.ЭВОЙС к 35,025 + И к35,05;15 74.Осуществляется возврат к 1 с аналогичными вычислениямитекущего значения 6Процедура продолжается до тех пар, лоха ф, = МПВ,фЕьПри этом так как в каждом шаге .уменьшается расход свежего катализа- торного комплекса, уменьшается также концентрация полиалкилбензола:В 69СС,6.6,3351%Са = 6,287;Я = 0,0253М =. Окцфб, где Я = 0,0015,11 вариант для.Случая ОХ Ва.Расчет текущего значения и сравнение, его с заданым значением осуществляется аналогично первому варианту:Ск - С.+ С, 35,425 тн;ВОЗ саВХСн Ск+ Сб + Спаб + Сг91,32 тн;С в 0,0577; М = 0,018.Для данной нагрузки Мзда,= 0,023;0,018 (0,023.Вычисляется значение расхода полиалкилбензола, подаваемого на вход алкилатора:ВХ"СоаьСпрн + ЕСв = 4,52 тн, где 0,25 - шаг варьирования.Рсуществляется возврат к началу расчета текущего значения 0( .Процедура продолжается до тех пор, пока 66 -й,+8; 20С и = 92,065;= 0,0682;25 .МВ =зоД- ,Таким образом, регулирующая система позволяет увеличить выход целевого продукта за счет уменьшения выхЬ"да побочных продуктов, а также эффективно использовать катализаторныйкомплекс за счет уменьшения выбросаизбытка отработанного катализаторно 35го комплекса.Эффективность предлагаемого способа наглядно видна из приведенной таблицы, в которой приведены расчетныеданные по сравнению с прототипом.Использование способа в крупнотон"нажном производстве позволит уменьпить выход полиалкилбензала на 1,53,увеличить выход этилбензола на 0,7 Хи уменьшить расход свежего катализа 45 торного комплекса на 27Формула изобретенияСпособ автоматического регулиро" 50нация процесса алкилирования бенэолаэтьеном, включающий регулированиерасходов бенэола, полиалкилбензола,этилена, свежего и возвратного катализаторнаго комплекса в апкилатор иизмерение концентрации полиалкилбен"зола в алкилате иа выходе алкнлатора, о т л н ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения выхода целевого продукта и снижения расхода све162044 сход возврат" то катализариото кое" хса (С ), т/ч Расход избыткаотработаииого кат.ихоиплекса (С ),т/ч саеие- ализао. коеПрираиеиик полиел хилбаизола е апхилеторепав)т/ч ход зтэы)за зола о про" по лреллотеу способу ро- по про по предл о предл. особу, тотипу способу тот посолу о" бч 51,55,675 О,7 . 5,5 В5,2 5,6655 5,6748,5 5,34аг о 5,1753, 58453,9 5,ЯЗ46 5 5,г54,5 600 4,72 4,65 4 76 4,72 а72 4,76 4,72 4,95 а,ва Ь,В 7 4,94 5,02 0,425 0,425 0,.425 0,425 0,425 0,425 0,425 0,425 0,425 о;аг 5 35,00 35, 00 35,00 35,оО . 35,00 35,00 35,00 35,00,42540 35,0835,0035,02585,ОВО35,ОО25,0035,2253532535,0035,425 о,аг 5 0,425 0,425 0,425 о;а 25 0 425 21,79 21 67 21,75 21;оо 20 98 20, 16 22,53 о 157 1,58 1,5 а 1;57 1,35 1,а 5 1 38 1,30 1,28 1,32 0,35 0,425 О,ЬОО 0,350 о,аг 5 0,425 о,гоо 1,641,62 1,57 1,65 1,55 185 1 98 035о,агв0,425о,гоо,о0,425 Ф, а,з а,в 7 4,94 4,27 5,0 2) 06 гг,бб гЗ,лО 19,8 а 23,24 1,56 1,68 1,72 1,ав 0,425 о,а 25 0,425 0,425 20,423,Ъ 35100 жего катализаторного комплекса, по измеренным значениям расходов бензола, полиалкилбензола, этилена и концентрации полиалкилбензола в алкилаторе вычисляют отношение приращения5 полиалкилбензола в алкилаторе к сумме расходов бензола, полиалкилбензола и этилена, по измеренным значениям расходов бензола, полиалкилбензола, этилена, свежего и .возвратно-. го каталиэаторного комплекса вычисляют нагрузку на алкилатор, по вычисленному значению нагрузки на алкилатор опредеЛяют заданное значение отношения приращения полиалкилбензола 1 в алкилаторе к сумме расходов бензола, полиаЛкилбензола и этилена,сравнивают вычисленное значение этогоотношения приращения с заданным значением и при снижении вычисленногозначения отношения приращения отно.сительно заданного значения увеличивают расход полиалкилбеизолаз а приувеличении вычисленного значенияотношения относительно заданного значения уменьшают расход свежеГо катализаторного комплекса й.увеличиваютрасход возвратного катализаторногокомплекса.. Корректор Т.Пали 11 ка Ужгород, ул, Гагарина, 10 оивводственно-издательский комбинат "Патент" 4218 ТиражНодписюуеГосУдарственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Рауюйская наб., д, 4/5