Устройство для автоматического управления реактором дегидрирования углеводородного сырья

 

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления технологическими процессами в многослойных адиабатических реакторах с неподвижным слоем катализатора, является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. N 1263690, и позволяет повысить выход целевого продукта. Устройство содержит датчики 3,6 и 9 расхода сырья, пара и кислорода, регуляторы 4, 7, 10, 18, вычислительный блок 13, блок 14 сравнения, блок 15 задания температуры, блок 16 задания расходов кислорода и реле 17 переключения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1263690 (21) 4407778/31-26 (22) 15,02,88 (Й6) 07 ° 12.89. Бюл. и 45 (71) Институт нефтехимических процессов им, N,Ã.Ìàìåäàëèåâà (72) А,Г,Абилов, Р,И.Алияров и Р,П,Джафаров (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ô 1263690, кл, С 07 С 5/32, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ ДЕГИДРИРОВАНИЯ

УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к устрой(51)4 (, 07 С 5/32 О 05 D 27 00 ствам для автоматического управления технологическими процессами в многослойных адиабатических реакторах с неподвижным слоем катализатора, является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св, Ф 1263690, и позволяет повысить выход целевого продукта,Устройство содержит датчики 3,6 и 9 расхода сырья, пара и кислорода,регуляторы 4, 7, 10, 18, вычислительный блок 13, блок 14 сравнения, блок 15 задания температуры, блок 16 задания расходов кислорода и реле 17 переключения. 2 ил, 1527231

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления технологическими процессами в многослойных адиабатических реакторах с неподвижным слоем катализатора и являе тс я усовершенствованием устройства по авт. св ° N - 1263690, Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта. 10

На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — профиль температурного режима в реакторе.

Устройство содержит секционный адиабатический реактор 1 дегидрирования углеводородного сырья с неподвижными слоями катализатора (фиг,1), смеситель 2, датчик 3, регулятор 4 и регулирующий клапан 5 расхода сырья, датчик 6 расхода пара, регуля- 2р тор 7 соотношения расходов сырья и пара, регулирующий клапан 8 расхода пара, датчики 9, регуляторы 10 и регулирующие клапаны 11 расхода кислорода воздуха по ступеням, датчики 25

12 температуры, вычислительный блок

13, многоканальный блок 14 сравнения, блок 15 задания температуры, блок 16 задания расходов кислорода воздуха по ступеням реактора, многоканальное 30 реле 17 переключения, регуляторы 18 температуры, регулирующие клапаны

19 расхода хладагента в межслойном теплообменнике, теплообменник 20 °

Устройство работает следующим образом, Информация о расходе сырья и пара, замеряемых соответственно с помощью датчиков 3 и 6, поступает од- 40 новременно на входы регулятора 4 рас— хода сырья и регулятора 7 соотношения расходов сырья и пара,изменяющего расход пара в зависимости от расхОда сырья и ня вхОд Вычислительно 45 го блока 13, на другие входы которого поступает информация с блока 15 задания температуры и с датчиков 12 температуры в неподвижном слое катализатора ° В вычислительном блоке 13 осуществляется решение математической модели процесса, которая имеет следующий вид й! = F(4c.An.т в где Т <, Т вЂ” текущие значения температур в каждом слое реактора;

Т вЂ” начальное значение темя пературы;

Т вЂ” максимальное значение

-ь температуры на выходе слоя;

»А МА з адав аемые расчетные

-1 значения расходов кислорода воздуха по слоям;

Я„ — текущее значение расходов сырья и пара.

Данная математическая модель процесса дегидрирования позволяет определить оптимальное количество кисло1 рода воздуха, подаваемого в каждый слой реактора, и необходимое количество хладагента, подаваемого в межслойный теплообменник для поддержания ступенчатого температурного режима секционноro адиабятическоro реактора Для этого на вычислительный блок поступает от датчиков 3 и

12 информация ° В вычислительном блоке 13 на основе этой информации и математической модели решается задача теоретической оптимизации, где по заданной начальной температуре

Т вычисляется верхний уровень темн пературы Т . После чего для найденного значения Т> определяется необходимое количество кислорода воздуха, подаваемого в каждый слой реактора. Для этого начальное распределение кислорода воздуха вводится в вычислительный блок 13 с помощью многоканального блока 16 задания расхода кислорода воздуха по слоям и вычисляется температурное распределение по слоям.

Сигнал от вычислительного блока

13 поступает на многоканальный блок

14 сравнения, где сравнивается с сигналом от блока 15 задания температуры, величина которой Определяется в процессе решения задачи оптимизации и является оптимальной для данного режима в реакторе ° Если величина сигнала на выходе вычислительного блока 13 отличается от величины сигнала на выходе блока 15 заданий,то меняется распределение кислорода воздуха в блоке 16 до тех пор, пока на выходе из блока 14 не исчезнет сигнал рассогласования. При исчезновении сигнала рассогласования реле 17 переключения открывается и пропуска5 15 ет сигналы от блока 16 задания расходов кислорода воздуха, которые в качестве задания поступают на регуляторы 10.

На второй вход регуляторов 10 подается информация с датчиков 9, и, воздействуя своими выходами регуляторов 10 на регулирующие клапаны 11, поддерживают необходимый температурный режим в реакторе ° Кроме того, в вычислительном блоке 13 по математической модели определяются оптимальные температурные последовательности в межслойном пространстве реактора, которые поступают на первые входы регулятора 18 температуры в виде задания, На вторые входы регулятора 18 температуры поступает сигнал от датчика 12 температуры, При рассогласовании этих сигналов на выхо-. де регулятора 18 появляется сигнал, который, воздействуя на регулирующий клапан 19, изменяет количество подаваемого хладагента в межсекционный теплообменник 20, В качестве примера приводим результаты расчета процесса окислительного дегидрирования изоамеленов в изопрен.

Информация о расходе сырья и пара, замеряемая с помощью датчиков

3 и 6, поступает одновременно на входы регулятора 4 расхода сырья и регулятора 7 соотношения расходов сырья и пара (1:20), а затем через смеситель 2 в первый слой реактора и на вход вычислительного блока 13, на другие входы которого поступает информация с датчиков 12 температуры и с блока 15 задания температуры,В вычислительном блоке 13 решается задача теоретической оптимизации, где по входным значениям Т = 420 С и о

Т = 440 0 вычисляется значение на о выходе T> = 600 „Дпя найденного значения Тп определяется Ц, 27231

0,65 MOJIb H Q " = 0,9 MOSIh nO :в качестве задания поступает на регуляторы 10 на второй вход которых подается информация с датчиков 9,и, воздействуя на регулирующие клапаны

ll поддерживает необходимый температурный режим в реакторе ° Кроме того, в вычислительном блоке 13 определяется температурная последовательность в межслойном пространстве

>ар, Т, которая поступает на первый вход регулятора 18 температуры в виде задания, На второй вход регулятора-:18 температуры поступает сигнал от датчика 12 температуры, На выходе регулятора 18 появляется сигнал,, который воздействует на регулирующий клапан 19, подавая в теплообменник

20 20 рассчитанное количество хладагента, равное 65400 м /ч, Э

Использование изобретения в процессе окислительного дегидрирования изоамиленов в изопрен позволяет довести выход изопрена до 547. °

Формула изобретения

Устройство для автоматического уп р авле н ия ре ак то ром де гид ри ров ания углеводородного сырья по авт.св °

Ф 1263690, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения выхода целевого продукта, в него дополнительно введены теплообменники по ступеням реактора, клапаны подачи хладагента в теплообменники и регуляторы температуры по ступеням реактора, при этом датчики температуры подсоединены к первым входам регулятора температуры по ступеням реактора, вторые входы которых соедийены с вторым выходом вычислительного блока, а выходы — c клапанами подачи хладагента в теплообменники по ступеням реактора, 1527231

ОЯ7

ЯЬг.Z

Составитель Г.Огад канов

Редактор В.Данко Техред Л.Сердюкова Корректор М,Поко

Заказ 7477/33 Тираж 352 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