Способ автоматического управления технологическим процессом с рециркуляцией газообразного реагента

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„1247075

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3850904/23-26 (22) 27.12 ° 84 (46) 30.07.86. Бюл. У- 28 (71) Производственное объединение

"Краснодарнефтеоргсинтез" (72) О.В.Киракозов, Ю.Н.Трофимов и Я.И.Шумов (53) 66. 012-52 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 342659, кл . В 01 J 9/20, 1968.

Технологические параметры и их управление. Проект производства толуола. Краснодар, 1979, т. 2. (54)(57) 1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ

С РЕЦИРКУЛЯЦИЕИ ГАЗООБРАЗНОГО РЕАГЕНТА путем регулирования расхода суммарного газообразного реагента в зависимости от расхода жидкого реа(59 4 В 01 J 19/00 G 05 9 27/00 гента, отличающийся тем, что, с целью увеличения глубины отбора целевого продукта, расход суммарного газообразного реагента регулируют изменением расхода циркулирующего газообразного реагента с коррекцией по давлению в секции реакции, а также в зависимости от расхода избыточного газообразного реагента до достижения этой величины расхода своего граничного значения.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что дополнительно регулируют расход газообразного реа. гента, циркулирующего через секцию регенерации, в зависимости от расхода избыточного газообразного реагента и концентрации водорода в газообразном реагенте после секции реакции.

1247075

Изобретение относится к технике управления каталитическими технологическими процессами, проводимйми в химических реакторах, и может быть использовано в химической, нефтехимической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является увеличение глубины отбора целевого продукта. 10

На фиг. 1 представлена принципиальная схема управления процессом получения бензола путем термического гидродеалкирования толуола; на фиг. 2 — диаграммы изменения техно.— 15 логических параметров процесса под действием возмущений при максимально допустимом мольном соотношении сырье-водород.

Схема управления содержит компрессор 1 для подачи подпиточного водородсодержащего газа (ВСГ), компрессор 2 для подачи газообразного реагента {ВСГ), циркулирующего помимо секции регенерации, компрессор

3 для подачи ВСГ, циркулирующего через секцию регенерации, секцию 4 регенерации ВСГ, для повышения концентрации циркулирующего ВСГ до 90 об.7. секцию 5 реакции, в которой смесь З0 потоков подпиточного, регенерированного и циркулирующего ВСГ направляют на смешивание с толуолом, сепаратор

6 для разделения потока реагента, поступающего из секции реакции на З5 газообразную и жидкую фазы, первичный преобразователь 7 расхода толуола, регулятор 8 расхода толуола с вторичным прибором, регулирующий клапан

9 на линии подачи толуола, первичный преобразователь 10 расхода суммарного ВСГ,регулятор 11 расхода, суммарного ВСГ с вторичным прибором,регулирующий клапан 12 на байпасной линии компрессора 2, первичный преобразова- 45 тель 13 давления перед секцией реак-. ции, регулятор 14 давления перед секцией 5 с вторичным прибором, хроматограф 15, например, типа "НефтехимСКЭП" для измерения концентрации.водорода после секции реакции оснащен9 ный электропневматическим преобразователем, регулятор 16 концентрации циркулирующего ВСГ с вторичным прибором, первичный преобразователь 17 расхода избытка .ВСГ, регулятор 18 расхода избытка ВСГ с вторичным прибором,регулятор 19 расхода избытка ВСГ с вторичным прибором, прибор 20 умножения на постоянный коэффициент, прибор 21 алгебраического суммирования, прибор

22 алгебраического суммирования,прибор 23 ограничения сигналов, первичный преобразователь 24 расхода подпиточного ВСГ, первичный преобразователь 25 расхода циркулирующего ВСГ, первичный преобразователь 26 расхода ВСГ после секции регенерации, . первичный преобразователь 27 расхода ВСГ в секцию регенерации, регулирующий клапан 28 на линии ВСГ из секции регенерации.

Способ управления реализуют следующим образом.

При увеличении сброса избыточного ВСГ (графики 1б-Зб, фиг. 2) свыше 500 нм /ч заданного технологиз ческим регламентом,что возникает, например, или при увеличении концентрации подпиточного ВСГ (график 1а, фиг. 2) или количества подпиточного

ВСГ (график 2а, фиг. 2), или содержания толуола в сырье (график Ça, фиг. 2), корректирующий сигнал пре образователя 17, регулятора 19 через ограничитель 23, сумматор 21 изменит задание регулятору 11 и клапан 12 увеличит расход циркулирующего помимо секции 4 регенерации водородсодержащего газа (графики 1в-Зв, фиг. 2), а следовательно, и сумматор ВСГ (графики 1г-Зг, фиг. 2). В результате произойдет увеличение мольного соотношения сырье-водород в диапазоне

1:4,5 — 1:6, что приводит к повышению стабильности реакционного процесса.

Так как в соответствии с технологическим регламентом регулятор 18 имеет задание 1000 нм /ч, а регулятор 16 — 60 об.X (концентрация циркулирующего ВСГ при начальных условиях составляет 56 об.Ж (графики

1е-3е, фиг. 2), их выходные сигналы, поступающие в камеры разной полярности сумматора 22 равны, и выходной сигнал сумматора 22, определенный величиной сигнала сдвига самого сумматора, не изменяется, сохраняя стабильной величину расхода регенерированного ВСГ (графики 1д-Зд, фиг. 2).

При одновременном увеличении концентрации подпиточного ВСГ и расхода циркулирующего ВСГ концентрация суммарного ВСГ не меняется (графики 1ж-Зж, фиг. 2) . Поскольку загруз1247075 з ка сырья (толуола, показанная ня графиках 1и-Зи, фиг. 2) и давление в секции реакции (графики 1з-Зз, фиг. 2), находятся на номинальных уровнях, выходные сигналы преобразователя 7, множителя 20 и регулятора

14 .на выходной сигнал сумматора 21 не влияют. Посредством регуляторов

8 и 14 осуществляют стабилизацию процесса (графики 1и-Зи,1з-Зз,фиг. 2) tO

В результате выход целевого продукта возрастает (графики 1к-Зк, фиг. 2).

При дальнейшем возрастании концентрации подпиточного ВСГ (что показано координатой П, фиг. 2), нап-

23 оставляет корректирующий сигнал 20 регулятора 19 на достигнутом уровне, регулятор 18 через сумматор 22 увеличивает выход регенерированного водорода через секцию 4 регенерации (графики 1д-Зд, фиг. 2) регулятор 25

11 для сохранения на достигнутом уровне расхода суммарного ВСГ (соответствующего наибольшей, в пределах технологического регламента, кратности циркуляции суммарного ВСГ) щ уменьшает расход циркулирующего

ВСГ помимо секции регенерации ВСГ (графики 1в-Зв, фиг. 2). В результате концентрация суммарного ВСГ увеличивается, например, до 76 об. . (графики 1ж-Зж, фиг. 2), при увеличении концентрации ВСГ после секции реакции до 60 об.X (графики 1е-3е, фиг. 2) регулятор 16 осуществляет стабилизацию достигнутого уровня кон- о центрации циркулирующего ВСГ. Иольное соотношение сырье — водород при этом составляет 1:6, что обеспечивает максимальную глубину отбора целевого продукта из сырья.

Такое взаимодействие элементов системы управления процессом позволяет при достижении величины концентрации подпиточного ВСГ, например, 85 об. и величины сброса избытка

ВСГ, равной 1200 нм /ч (фиг. 2 координата Ш), обеспечить стабилизацию параметров процесса на достигнутом оптимальном уровне и получить максимал6мый выход целевого продукта.

При уменьшении концентрации подпиточного ВСГ управление режимами процесса осуществляется в обратной последовательности.

Для предотвращения повышения давления в секции реакции выше заданного регламентом, например из-эа недопустимого увеличения расхода суммарного ВСГ осуществляют коррекцию работы регулятора 14 взаимодействием через сумматор 21 на регулятор 11.

При этом согласующий блок 20 с коэффициентом усиления К = 1 позволяет установить необходимое оптимальное соотношение расходов сырья и суммарного ВСГ.

Использование данного способа управления обеспечивает в широком диапазоне возмущающих воздействий поддержание максимального мольного соотношения сырье — водород, контроль и управление расходами циркулирующего ВСГ, расходом суммарного ВСГ, производительности секции реакции, величиной сброса избытка ВСГ. Выход целевого продукта при этом может быть увеличен на 6%.

1247075

s ш

3200

Э200

2800

Я00

22

76

Фие,2

Составитель Г.Огаджанов

Редактор Н.Слободяник Техред В.Кадар Корректор H,Èóñêà

Заказ 4047/9

Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4!

200 !

500

ОООО

10DDD

$DD

1МЮО

10000

1ЛЮО

1000д

ЗО

2В

500

1000