Способ управления процессом алкилирования ароматических углеводородов

 

Изобретение касается каталитической химии , в частности, способа управления процессом алкилирования ароматических углеводородов с использованием регулирования расхода свежего и возвратного каталитического комплекса на основе ALCL<SB POS="POST">3</SB> и HCL (инициатора). При концентрации последних в алкилаторе, соответствующей заданному значению, стабилизируют расход свежего комплекса ALCL<SB POS="POST">3</SB> и HCL (для приготовления свежего комплекса и подпитки возвратного). При повышении концентрации ALCL<SB POS="POST">3</SB> в алкилаторе выше заданного значения снижают его концентрацию в свежем комплексе ALCL<SB POS="POST">3</SB> и HCL, после чего уменьшают его расход. При концентрации ALCL<SB POS="POST">3</SB> в алкилаторе ниже заданного значения увеличивают концентрацию ALCL<SB POS="POST">3</SB> в комплексе ALCL<SB POS="POST">3</SB> и HCL, после чего увеличивают расход свежего комплекса ALCL<SB POS="POST">3</SB> и HCL. При концентрации HCL в алкилаторе выше заданного значения уменьшают его расход для подпитки возвратного комплекса ALCL<SB POS="POST">3</SB> и HCL. Затем уменьшают расход HCL в свежий комплекс ALCL<SB POS="POST">3</SB> и HCL. При концентрации HCL в алкилаторе ниже заданного значения увеличивают его расход для подпитки возвратного каталитического комплекса. Эти условия повышают производительность алкилирования. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 01 Т 31/22, С 07 С 15/073//

//G 05 D 27/00

В:;ЕС О@ЗНАЯ,"4 .. .1П " Ы;! "сСКЦ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4264858/23-04 (22) 18 ° 06.87 (46) 07,09.89, Бюл. М 33 (71) Азербайджанское научно-производственное объединение "Нефтегаэавтомат" (72) Ф.М.Абдуллаев, Т.И.Исмаилов, В.Л.Левин, А.И.Бабаев и А.З.Таиров (53) 66.097.3 (088.8) (56) Патент СНА У- 3819917, кл. 235-151.12, онублик. 1973.

Авторское свидетельство СССР

И 552326, кл. С 07 С 3/50, 1975. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

АЛКИЛИРОВАНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ .(57) Изобретение касается каталитической химии, в частности способа управления процессом алкилирования ароматических углеводородов с использованием регулирования расхода свежего и возвратного каталитического комплекса на основе А1С1> и НС1(инициатора). При концентрации последних в

Изобретение относится к области ..управления технологическими процессами алкилирования и может быть использовано в нефтехимической и химической промышленности, в основном— в производстве этилбензола.

Цель изобретения — повышение производительности установки алкилирования за счет определенных приемов регулирования.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы управления для.Я0,, 15 5574 А1

2 алкилаторе, соответствующей заданному значению, стабилизируют расход свежего комплекса А1С1 и HCl (для приготовления свежего комплекса и подпитки возвратного). При повышении концентрации А1С1> в алкилаторе выше заданного значения снижают его концентрацию в свежем комплексе А1С1 и НС1, после чего уменьшают его расход. При концентрации А1С1з в алкилаторе ниже заданного значения увеличивают концентрацию А1С1> в комплексе

А1С1 и НС1, после чего увеличивают расход свежего комплекса А1С1 и НС1

При концентрации НС1 в алкилаторе выше заданного значения уменьшают его с расход для подпитки возвратного ком9 плекса А1Сlз и НС1. Затем уменьшают расход НС1 в свежий комплекс А1С13 и НС1, При концентрации НС1 в алкила- С торе ниже заданного значения увеличивают его расход для подпитки возвратного каталитического комплекса. Эти условия повышают производительность р алкилирования. 2 ил., 1 табл. Ю реализации способа; на фиг. 2 — блоксхема алгоритма управления.

На схеме фиг.1 обозначены: 1 — аппарат для приготовления катализаторного комплекса; 2 — алкилатор, 3 отстойник; 4-7 — соответственно линии подачи хлористого алюминия, бензола, полиалкилбензола и инициатора (хлористого этила) для приготовления катализаторного комплекса; 8, 10соответственно датчики расходов хлористого алюминия и инициатора для

1505574 приготовления катализаторного комплекса; 9, 11 — соответственно исполнительные механизмы на линиях подачи

gap. С « к+ Сгвсг с С вЂ” — Ф

Аесе, ресе, G воъ

40 вв О

С кк G aece> (1) g âîÇ

КК

МАесе .х — — — ——

1ОО М„ ! где G „ и С

СФК<

С воэ кк суммарный расход жид- 45 ких продуктов в алкилатор, измеряемый датчиком 27, и этилена, измеряемый датчиком 16; влажность потока жид50 ких продуктов и этилена, измеряемая соответственно датчиками

28и 17;

55 расход возвратного катализаторного комплекса, измеряемый датчиком 19; хлористого алюминия и инициатора для приготовления катализаторного комплекса; 12 — линия подачи свежего катализаторного комплекса в алкилатор; 13 — датчик расхода свежего катализаторного комплекса; 14 — исполнительный механизм для регулирования расхода свежего каталиэаторного комплекса; 15 — линия подачи этилена в алкилатор; 16, 17 — соответственно датчики расхода и влажности этилена; 15

18 — линия возвратного катализаторного комплекса;.19, 20 — соответственно датчик расхода и исполнительный механизм на линии возвратного катализаторного комплекса; 21 — ли- 20 ния подпитки возвратного катализаторного комплекса инициатором; 22, 23 — соответственно датчик расхода в и исполнительный механизм на этой линии; 24,25 — соответственно линии подачи бензола и полиалкилбензолов в алкилатор; 26 — суммарный поток жидких продуктов в алкилатор; 27, 28— соответственно датчики расхода и влажности суммарного потока жидких 30 продуктов в алкилатор; 29 — 3RM.

Система функционирует следующим образом °

По информации от датчиков 27, 28, 16, 17, 13 и 19 ЭВМ рассчитывает, ис- 35 ходя из материального баланса хлористого алюминия, его концентрацию в алкилаторе СдЕСЕ э

Ссв

*кк расход свежего катализаторного комплекса, измеряемый датчиком 13; заданная производительность установки, по этилбензолу; эГ

К, средние потери хлористого алюминия «а 1 т получаемого этилбеизола; концентрация хлористого алюминия в свежем о ресез катализаторном комплексе;

С„есе — заданная концентрация ресеЗ хлористого алюминия в алкилаторе;

М и M „ - молекулярные массы ресе Иго хлористого алюминия и воды (соответственно

133,5 и 18). с

Значение СрЕсе рассчитывается дЕС

ЭВМ по информации от датчиков 8и 13 о С аесе>

«1 (2) АЕСЕ С св кк

>ah, Сэб Кг МнсЕ

С С -m- — — — — + нсе — нсе кк сгнвс

СвС к+ Сгбсг

С воз

Кк

Ми е

Х

1ОО М сЕ о

К К Сг В С6 (3) Схэ ° М исе

+ «а + воэ

«Mc йэсЕ за@ де СнсЕ заданная концентрация хлористого водорода в алкилаторе, расход хлористого этила, измеряемый датчиком 22; молекулярные массы хлористого водорода и хлористого этила (соответственно 36,5 и 64,5); концентрация хлористого этила в свежем катализаторном комплексе; хэ

М НЕЕ,МСгН,СЕС сен,сЕ где СрŠΠ— расход хлористого алюминия. ад

Величины С Е Е, К,, MрЕCe и M вводят в ЭВМ вручную. гО

По информации от датчиков 19, 27, 28, 16, 17, 22 и 13 ЭВМ рассчитывает, исходя из материального баланса хлористого водорода, его концентрацию в алкилаторе Сясе

1505574

G хэ г,с

КК (4) т

2 средние потери хлористого водорода на 1 т иолучаемо1 го этилбенэола

Э

G -- расход хлористого этила, измеряемый датчиком 10.

Величины СНс0 K л1Н 1 зад

2 НсР С2Н С0 вводят в ЭВМ вручную. Дальнейший ход управления показан на фиг. 2.

Расчетные значения С и С цс

С63 сравнивают соответственно с заданны ад >ад ми С ср и С H R В случае их равенства с помощью ЭВМ и клапанов 14, 9, 11 и 23 стабилизируют текущие значения расходов свежего катализаторного комплекса, хлористого алюминия, инициатора для приготовления свежего и подпитки возвратного катализаторного комплекса. В случае, когда концентрация хлористого алюминия в алкилаторе по какой-либо причине выше заданной, вначале уменьшают его концентрацию в свежем катализаторном комплексе с помощью клапана 9. Если концентрация хлористого алюминия н алкилаторе достигает минимально допустимого предела, 3ВМ выдает сигнал на уменьшение расхода свежего катализаторного комплекса с помощью клапана 14.

Более вероятно уменьшение расчетного значения концентрации хлористого алюминия ио сравнению с заданным (иэ-за потерь и наличия влаги в продуктах реакции). В этом случае вначале увеличивают концентрацию хлористого алюминия в свежем катализаторном комплексе воздействием на расход хлористого алюминия с помощью клапана 9 вплоть до максимально допустимого значения, после чего увеличивают расход свежего катализаторного комплекса с помощью клапана 14.

В случае увеличения концентрации хлористого водорода в алкилаторе против заданного значения вначале умейьшают с помощью клапана 23 расход инициатора для подпитки возвратного катализаторного комплекса. Когда этот расход достигнет минимально допустимого значения, с помощью клапана 11 начинают уменьшать расход инициатора для приготовления свежего катализаторного комплекса. Если концентрация

5 хлористого водорода в алкилаторе ниже заданного значения, с помощью клапана 23 увеличивают расход инициатора для иод|штки возвратного каталиэаторного комплекс».

Как видно из выражений (1) и (3), присутствие в реакционной среде влаги приводит к уменьшению концентрации хлористого алюминия и возрастанию концентрации хлористого водорода. Указанные приемы регулирования

1р основаны на учете данного фактора.

Эффект их использования состоит в том, что более рационально используется катализаторный комплекс за счет поддержания в нем заданных концентра15 ций хлористого алюминия и хлористого водорода, определяющих его активность. (согласно известному способу часть каталиэаторного комплекса непрерывно направляется на сброс).

20 Кроме того, предложенный способ учитывает тот факт, что ири увеличении содержания влаги в реакционной среде (что само по себе .является негативным фактором) одновременно увеличи25 вается содержание хлористого водорода, что позволяет уменьшить расход хлористого этила. Кроме того, поддержание постоянной активности катализаторного комплекса способствует повышению производительности установки ио сравнению с известным способом.

Эффективность предложенного способа характеризуется данными, представленными в таблице, Из таблицы видно, что при измене35 нии влажности сырьевых потоков, являющейся основной причиной дрейфа активности катализатора, в известном способе сохраняются неизменными кон4р центрация хлорисТОГO алюминия H O ристого этила в свежем каталиэаторном комплексе, расход последнего и его подпитка инициатором. Следствием этого является снижение производительности установки. В предложенном способе повышение влажности.компенсируется регулированием активности каталиэаторного комплекса. При этом, как видно из таблицы, производительность установки остается стабильной.

Кроме того, при увеличении влажности сырьевых потоков согласно предложенному способу снижается расход инициа-тора для подпитки возвратного катализаторного комплекса вплоть до полного прекращения подпитки при содержа нии влаги выше 0,0097.

Описание работы блок-схемы ио фиг. 2.

1505574

Блок 1. Ввводят исходные данные.

Блок 2„ По формуле (1) вычисляют концентрацию А1С1 в алкилаторе.

Блок 3. Вычисленные значения

С А Ср сравнивают с заданными: если

С aeee> = Й,, управление передается блоку 4; если С АЕСЕ> » управление передается блоку 11; если СдпСп 4

3 ($,, управление передается блоку 7.

Блок 4 „. Вычисляют значение концентрации С НС по формуле (3) .

Блок 5. Вычисленные значения С НСп сравнивают с заданными: если С С

Ь, управление передается блоку 6 для стабилизации параметров; если

С ИСЕ ъ б, управление передается блоку 14; если С НС (5, управление передается блоку 10.

Блок 6. Стабилизация параметров 20 сп I проЦесса С ккрм < хэ э Схэ э С д ср

Блок 7. Увеличивается концентрация А1С1 в свежем катализаторном комплексе, управление передается блоку 8. 25

Блок 8. Сравнивается вычисленное о значение концентрации САпСп .с ее з максимально-допустимыми значениями

С А С . Если вычисленное значение

3 сАпсп - с Апсп э, Управление передается блоку 2, в противном случаеблоку 9. о

Блок 9. Концентрация Cppcg принимается равной СА „, и увеличива»

Скэ ется расход свежего катализаторного комплекса, управление передается блоку 2.

Блок 10. Увеличивается расход инициатора для подпитки возвратного каталиэаторного комплекса, управление передается блоку 4.

° Блок 11. Уменьшается концентрация хлористого алюминия, управление передается блоку 12.

Блок 12. Концентрация хлористого 45 алюминия сравнивается с ее минимальо но-допустимым значением. При СА С о

С А С управление передается блоку 3, в противном случае — блоку 13.

А6С

Блок 13. Концентрация хлористого алюминия принимает свое минимальнодопустимое значение, расход свежего катализаторного комплекса уменьшается, управление передается блоку 2.

Блок 14. Уменьшается расход инициатора, управление передается бло55 ку 15.

Блок 15. Сравнивается значение расхода инициатора с его допустимым минимальным значением, если ь G „, управление передается блоку

4, в противном случае — блоку 16..

Блок 16. Уменьшается концентрация инициатора в свежем каталиэаторном комплексе и управление передается блоку 4.

Все расчеты по блок-схеме на фиг. 2 осущесвтляют с шагом изменения 1.1.

Формула изобретения

Способ управления процессом алкилирования ароматических углеводородов путем регулирования расхода свежего и возвратного каталиэаторного комплекса на основе хлористого алюминия и инициатора — хлористого водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса алкилирования, регулирование осуществляют в зависимости от концентрации хлористого алюминия и хлористого водорода в алкилаторе, причем при концентрации хлористого алюминия и хлористого водорода в алкилаторе, соответствующей заданному значению, стабилизируют расход свежего катализаторного комплекса хлористого алюминия и инициатора для приготовления свежего и подпитки возвратного каталиэаторного комплекса, при повышении концентрации хлористого алюминия в алкилаторе вьппе заданного значения снижают его концентрацию в свежем каталиэаторном комплексе, после чего уменьшают расход катализаторного комплекса при концентрации хлористого алюминия в алкилаторе ниже заданного значения увеличивают концентрацию хлористого алюминия в каталнзаторном комплексе, после чего увеличивают расход свежего катализаторного комплекса, при концентрации хлористого водорода в алкилаторе вьппе заданного значения уменьшают расход инициатора для подпитки возвратного катализаторного комплекса, после чего уменьшают расход инициатора в свежий каталиэаторный комплекс, при концентрации хлористого водорода в алкилаторе ниже заданного значения увеличивают расход инициатора для подпитки возвратного катализаторного комплекса.

1О

Концентрация

А1С1, кг(кг катализ. комВлаг

Концентгация

Выработка этилбенэола, т/ч

Подпитка хлорэтилом возвр. хлористого этила, кг/xr катализ. ксмплекса катализ. комплекса, кг/и плекса

Иэвест- ПредлоИзвестный

Иэвест- Предлоный пенный способ способ ный способ женный способ способ

1I, 0,003

0,006

0,009

0,012

0,020

0,20

0,20

0,20

0,20

0,20

0;25

0,30

0,35

0,35

0 35

Рагхол свежего катализ, комплекса, кг

Иэнест- Предлоный хенный способ способ

425 425

425 425

425 425

425 490

425 655

1505574

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

Предло кенный способ

0 05

0,05

0,05

0,023

0,010

Известный способ

32

32

32

32

Пр едлокенный способ

21,0

20,8

20,5

20,3

20>2

21,25

21,25

21,25

21,25

21,25!

ЬОЬ574

Заказ 5376/7 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель H.ÏóòîBà

Редактор В.Данко Техред М.Ходанич

Корректор О.Ципле

Ч