Устройство для автоматического управления процессом регенерации катализатора в многослойных реакторах

 

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.10.78 (21) 2682917/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К;.

В 01 J 8/02

G 05 D 27/00

Гасударственный комитет

СССР

Опубликовано 07.08.80. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 15.08.80 (53) УДК 66.012-52 (088.8) по делам иэоорвтеиий и открытий (72) Авторы изобретения

И. М. Белгородский, В. И. Веретин, Н. Г. Горелик, А. И. Кипер, В. И. Невструев, В. А. Родионов и Ю. М. Филипченков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРА В МНОГОСЛОЙНОМ

РЕАКТОРЕ

Изобретение относится к устройствам для автоматического управления процессом регенерации катализатора в многослойных реакторах, например в стационарных слоях катализатора при разложении, дегидрировании углеводородов и может быть использовано при автоматизации технологических процессов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для автоматического управления процессом регенерации катализатора, содержащее регулятор температуры в слое катализатора, связанный своим входом через блок переключающих реле с выходами датчика температуры по высоте слоя (многозонная термопара), а выходом с исполнительным механизмом на линии подачи паровоздушной смеси (1).

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает автоматизации процесса регенерации на всех его стадиях и не может быть использовано для управления многослойным реактором.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению являетется устройство для автоматического управления процессом регенерации катализатора, содержащее регуляторы температуры под слоями катализатора, связанные своими входами с выходами датчиков температуры под слоями, а выходами — с исполнительными механизмами на линиях подачи воздуха по слоям катализатора, регуляторы температуры над слоями катализатора, связанные своими входами с выходами датчиков температуры над слоями, а выходами — с исполнительными механизмами на линиях подачи водяного пара по слоям, конечный вы ð ключатель, связанный с исполнительными механизмами на общей линии подачи воздуха в реактор, блок определения конца цикла регенерации, связанный с датчиком состава отходящих газов регенерации (2).

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает качественного проведения процесса регенерации, так как не учитывается изменение активности катализатора и влияние температуры верхних слоев на нижние.

Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта и снижение энергозатрат за счет повышения качества управления процесса регенерации.

753457

3s

45

S$

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок проверки ограничений, логический блок управления заданием регуляторов температуры под слоями, при этом блок проверки ограничений связан своими входами с выходами датчиков температуры под слоями, а выходами — с входами логического блока, связанного своими входами с выходами датчиков температуры над и под слоями, а выходами — с входами блока управления заданием регуляторов температуры под слоями, связанного своими. входами с выходами датчиков температуры под слоем конечного выключателя и блока определения конца цикла регенерации, а выходами — с задающими входами регуляторов температуры под слоями катализатора.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Устройство содержит реактор 1 со стационарными слоями катализатора, регуляторы 2 — 4 температуры над слоями исполнительные механизмы 5 — 7 на линиях подачи водяного пара, датчики 8 — 10 температур над слоями, датчики 11 — 13 температуры под слоями, регуляторы 14 — 16 температуры под слоями, исполнительные механизмы 17 — 19 на линиях подачи воздуха по слоям, конечный выключатель 20, исполнительный механизм 21 на общей линии подачи воздуха в реактор, датчик 22 состава газов регенерации, блок 23 определения конца цикла регенерации.

Устройство содержит также блок 24 проверки ограничений, логический блок 25 и блок 26 управления заданием регуляторов температуры под слоями.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в работу блок

26 управления заданием анализирует выходной сигнал конечного выключателя 20 и в случае наличия сигнала «1» устанавливает регуляторам 14 — 16 задания, равные замеренным текущим температурам под слоями (с целью безударного включения регуляторов в работу):

Туд — Тнп, (1) где Тз „вЂ” температура задания регулятору на и-ом слое в i-й момент времени;

Т„п„— температура под п-ым слоев в

i-и момент времени.

После этого блок управления заданием плавно поднимает температуру регуляторам

l4 — 16 по формуле:, 1 34д ц = гзАдл + А 1) (2) где Л1 — положительный коэффициент.

Изменение по формуле (2) происходит до тех пор, пока температура задания не достигнет максимально допустимого значения

Taon. q

Блок 24 проверяет выполнение следующих условий:

1АОП.п — Тнп 4 0 (3)

LJ" >8, (4) где а и b — положительные коэффициенты, U" — управляющее воздействие на и-й исполнительный механизм в i-момент времени.

Условие (3) означает, что температура под и-ым слоем в i-й момент времени вышла за допустимые пределы, а условие (4) означает, что на этом слое исчерпаны запасы по управлению. Если выполняются условия (3) или (4) для какого-то п-го слоя, то на выходе блока проверки ограничений, относящемуся к п-ому слою, появляется сигнал

«1», в противном случае «О».

Логический блок 25 анализирует выходы блока ограничений и в случае появления «1», относящейся к п-му слою, формирует на своем выходе также сигнал «1», в соответствии с которым блок управления заданием

26 изменяет соответствующему регулятору задание по формуле:

Тд, дм = 1 Здд ц 42 (<1 где Ь2 — положительный коэффициент.

Одновременно логический блок начиная с и — 1 слоя осуществляет проверку следующих условий:

6Тн.п-к Т3АА.п«Т п-К 4 «с (6)

A Typal(TH,6-3(- тф g 4 p (7) где йи ф — положительные константы, T>"„— температура над и-ым слоем в

i-й момент времени, К = 1, 2,..., К . и†к — номер последнего слоя, на котором выполняются условия (6) или (7) .

Условие (6) характеризует разницу между текущей и заданной температурой под слоем с номером п — К. Если оно выполняется, то это означает, что в данном слое кокс в значительной мере выгорел.

Условие (7) означает, что перепад температуры в слое меньше или равен наперед заданной величины. Оно выполняется в следующих случаях: когда кокс выгорел, либо горение кокса еще не начиналось.

Выполнение условий (6) или (7) приводит к тому, что реакционная смесь, богатая кислородом, с верхних слоев проходит на нижние.

Если условие (6) или (7) выполнилось, то на выходах логического блока с номерами (п — 1) — (п — к) появляются сигналы, равные «1» (в противном случае на выходах

«О»), и блок 26 начинает изменять соответствующим регуляторам задание по формуле (5). Если же на выходах логического блока нули, то изменение задания производится по формуле (2).

Во время работы устройства регуляторы

2 — 4 стабилизируют температуру над соответствующими слоями на задан!ov уровне, воздействуя на исполнительные мсханизмы. на линиях подачи водяного пара.

753457

Формула изобретения

Составитель Т. Чулкова

Техред К. Шуфрич Корректор О. Ковннская

Тираж 800 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Курасова

Заказ 4705/4

В конце процесса выжига кокса блок 23 сравнивает выходной сигнал датчика 22 с заданным сигналом и в момент их равенства выдает сигнал «1», в соответствии с которым блок 26 формирует задание на закрытие исполнительных механизмов на линиях подачи воздуха.

Внедрение устройства в промышленное производство позволит повысить выработку по целевому продукту (изопрену) приблизительно на 1,75 вес. /0 (1,5 тыс. т. в год) и снизить норму расхода водяного пара в среднем на 0,25 Гкал на 1 т изопрена за счет улучшения качества процесса выжига кокса (полный выжиг кокса при температурах, не превышающих допустимую), сокращения времени проведения процесса, что позволит получить экономию примерно 225 тыс. руб. в год.

Устройство для автоматического управления процессом регенерации катализатора в многослойном реакторе, содержащее регуляторы температуры над слоями катализатора, регуляторы температуры под слоями катализатора, связанные своими входами с выходами датчиков температуры под слоями катализатора, а выходами — с исполнительными механизмами на линиях подачи воздуха по слоям катализатора, конечный выключатель, соединенный с исполнительным механизмом на общей линии подачи воздуха в реактор, и блок определения конца цикла р генерации, отличающееся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и снижения энергозатрат за счет повышения качества управления, оно дополнительно содержи блок проверки ограничений, логический блок и блок управления заданием регуляторов температуры под слоями катализатора, при этом блок проверки ограничений связан своими входами с выходами датчиков температуры под слоями, регуляторов температуры под слоями, а выходами — с входами логического блока, связанного своими входами с выходами датчиков температуры над и под слоями, а выходами — с входами блока управления заданием регуляторов температуры под слоями, который соединен своими входами с выходами датчиков температуры под слоями конечного выключателя и блока оп20 ределения конца цикла регенерации, а выходами — с задающими входами регуляторов температуры под слоями катализатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сб. «Автоматизация химических производств», вып. 6, НИИТЭХИМ, М., 1969, с. 76 — 81.

2. Авторское свидетельство СССР

Мэ 579005, кл. B Ol J 8/02, 1975 (прототип).