Способ автоматического регулирования процесса алкилирования бензола этиленом

Способ автоматического регулирования процесса алкилирования бензола этиленом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к управлению технологическими процессами алкилирования, может быть использо вано в нефтехимической и химической промышленности, в основном в производстве этиленбензола, и позволяет повысить выход целевого продукта и снизить расход свежего катализаторного комплекса. Для этого определяют отклонение от заданного значения отношения приращения полиалкилбензола на выходе алкилатора к сумме количеств бензола, полиалкилбензола и этилена на входе в алкилатор и при уменьшении величины отношения от заданной в меньшую сторону увеличивают расход полиалк тлбен ол«э на вход алкилатора, а при увеличении величины отклонения от заданной в большую сторону уменьшают расход свежего катализаторного комплекса в алкилатор.При этом уменьшение расхода свежего каталиэаторного комплекса компенснрупт увепнчением расхода возвратного катализ аторного комплекса за счет уменьшения выброса избытка отработанного катализа горного комплекса. 1 табл., 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВКТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РааЪЬЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОС ЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР... 1 (21) 4393620/23-26 (22) 08. 03, 83 (46) 15.01.91. Бюл. Р 2 (71) Азербайджанское научна-производственное объединение.".Нефтегазавтомат" ,(72) Ф.И.Абдуллаев, А.И.Бабаев, Т.И.Исмаилов и А.Ç,Таиров (53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свидетельс гяо СССР

Р 1264543, кл, С 07 В 37/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР. 1l 552326, кл. С 07 .С 3/50, 1975. (54) СПОСОБ АВТОИАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА АЛКИЛИРОБАНИЯ БЕНЗОЛА ЭТИЛЕНО11 (57) Изобретение относится к управлению технологическими процессами алкилирования, Может. быть использо. вано в иефтехиьеческой и химической прощпвленности, в основном в производстве этилеибензола, и позволяет

Изобретение относится к управлению екнологическими процессами алкилирования и мсякет быть.использовано в нефтехнМической ы химической . промьипленностк в производстве зтилбензола.

Целью изобретеиня является повы.шение выхода целевого продукта и снижение расхода свежехо катализаторного комплекса..

Иа фиг.! приведена принципиальная схема системы управления;. на фиг.2блок-схема алгоритма управления.

На схеме (фиг.l) показаны алкилатор I смеснтель 2. алкнлатора,трубо„Я0„„1620441 a i

Щ)5 С 07 В 37/00, G 05 D 27/00.2, повысить выход целевого продукта и снизить расход свежего каталиэаторного комплекса. Для этого определяют отклонение от заданного значения отношения приращения полиалкилбенэола на выходе алкилатора к сумме количеств бснэола, полиалкилбенэола и этилена на входе в алкилатор и при .уменьшении величины отношения от заданной в меньшую сторопу увеличивают расход полиалкплбен ела на вход алкилатора, а при увеличении величины отклонения от заданной в большую сторону уменьш1ют расход свежего катализаторного комплекса в алкилатор.йри этом уменьшение расхода свежего ка- д талиэаторпоro комплекса компенсируют Е увеличением, расхода ввзвратного каталиэаторного комплекса эа счет уменьшения выброса избытка отработан- С ного катализаторного комплекса.

1 табл., 2 ил. проводы 3-7 соответственно, подачи, бензола в алкилатор 1,, полиалкилбензола, каталнзаторнрго комплекса,све. жего каталиэаторного комплекса, возвратного катализаторного комплекса, этилена 8 и выхода реакционной массы 9, отстойник 10, трубопроводы

11 .и 13 вывода алкилата и отработан-: . ного катализаторного комплекса, избытка.отработанного каталнзаторного комплекса чувствительный элемент

14 расхода бензола : регулятор 15 рас- . хода бензола, регулирующий орган 16, .установленный на трубопроводе подачи бензола в алкилатор, чувствитель1620441

С„= G

50 где Си

55 выл

Спаь " Свае Сце (3) иый элемент 17 расхода полиалкилбен.зола, регулятор 18 расхода полиалкилбензола, . регулирующий. орган 19,уста,.новленный на трубопроводе подачи 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 катализаторно го. комплекса, регулятор 24 расхода

1 возвратного- катализаторного комплек. са, регулирующий орган 25, установ ленный на трубопроводе подачи воз вратного катализаторного комплекса в алкилатор, чувствительный .элемент

:26 расхода этилена (газа); регулятор .27 расхода этилена в.алкилатор,регулирующий орган 28, установленный на трубопроводе подачи этилена в алки-латор, анализатор 29 концентрации полиалкилбензола в алкилате, регули рующий орган 30, установленный на . трубопроводе вывода избытка отработанного катализаторного комплекса, и.миниЭВЧ 31.

Способ осуществляется следующим

:образом.

:В смеситель 2, алкилатор 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 восстановления на схеме не по.казан). Восстановленный возвратный катализаторный KoMHJIBKc по трубопроводу 7 вводится в трубопровод 5,который поступает в смеситель 2 алкилатора 1. Избыток отработанного каталиэаторного комплекса сбрасывается иэ производства по трубопроводу 13.

Чувствительный элемент 14, регулятор

15. и .регулирующий орган 16 образуют контур регулирования расхода бензола в алкилатор, Чувствительный элемент

17, регулятор 18 и регулирующий ор- .

5 . ган .19 образуют контур регулирования расхода полиалкилбенэола в алки латор 1. Чувствительный элемент 20, регулятор 2.1 и регулируюший орган

22 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, Чувствительный элемент 26, регулятор 27 и регулирующий орган 28 образуют контур регулирования расхода этилена в алкилатор.

Концентрация полиалкилбензола в алки20 лате определяется с помощью анализатора 29. . Расход избытка отработанного катализаторного комплекса регулируется с помощью регулирующего органа 30.

25 Система автоматического регулирования содержит миниЭВМ. 31, к входу которой подключены датчики 14,17,20

23,.26,29, пропорциональные соответственно текущим значениям .расхода

30 бензопа., r:.олиалкилбензола, свежего и возвратного катализаторного комплекса, этилена в алкилатор и концентрации полиалкилбензола в .алкилате.

Блок-схема алгоритма работы миниЭВИ приведена на фиг.2.

Блок 1. Вводятся исходные данные.

Блок 2. На основе исходных данных по следующей последовательности вычисляется отношение приращения поли40 алкилбензола в алкилаторе к сумме количеств бензола, полиалкилбензола и этилена íà входе в алкилатор.

Ск Ск +Ск ., воз "св

45 где С„, С вЂ” соответственно рас.ходы .возвратного и свежего ка,тализа- торного комплекса.

Щ( к+Ср+С . +G (2) на.груэка на алкилатор; расход бенэола на алкилат.о.р; расход нолиалкилбенэола на алкилатор „ расход этилена (газовой фазы) на алкилатор.

° 5

1620441 где Свых - количество палиалкилбензола на выходе алкилатора;

С „ — концентрация полиалкилбеызола на выходе алкилатора. вых Бх

Спев . Grins

:g * .. -, (4)

Бх

G5 + GMs+ Gr где 1х . - отношение приращения полиалкилбензола в алкилаторе к сумме ко личеств бензола, полиалкилбенэола и этилена на входе в алкилатор.

Блок 3. Сравнение значений ф. и

0 фее

1) В случае 0С О зад + f идти к блоку. 6.

2) Если О(7-К Б1 «+ ., идти к блоку 5, иначе к блоку 4. . Блок 4. Увеличение расхода поли.апкилбеизола на вход алкилатора вх + й®6 . ïà &, Д IlQ6

Блок 5 Уменьшение расхода свежего катализаторного комплекса и увеличение расхода возвратного каталиэаторяого .комплекса. ев» св ., св

see» sos es

GK - С„+ Дск.

Блок. 6. Формирует задаюшний сигнал, регуляторам 18,21,24 расходов полиаикилбензола, свежего и возвратного катадизаторного комплекса на вход алкилатора, Система функционирует следующим образом.

Имея информацию от датчиков 14, 17,2О,23,26,29 н величин tlag с, вводимых вручную в .мнниЭВМ,последовательно вычисляя следующие выражения, находит значение g6 .

sx

Gg Ск + Gg + Gate + Gps вви

С чае Слав Ся1 .вих вх жив С аа

Gi + G e+ Gr

Зависимость оптимального значения от параметров процесса имеет вид щ 0,05223 + 0,010375G s

0,0943469С г — 0,0056437С „

Далее миниЭВЧ сравнивает найден-, ное отношение Og, с ее заданным значением g - 0

1) В случае М = 1х! я М:ЕминнЭВМ

5 с помощью регуляторов l 8, 21 и 24, воздействуя на регулирующие органы

19, 22 и 25, стабилизирует расходы полиалкилбеиэола, свежего и возвратного каталйэаторного комплекса на вход алкилатора 1.

2) Если О()М i.F, мнниЭВИ с помощью регуляторов 21, 24 и регулирующих органов 22, 25 уменьшает расход

l5 свежего и увеличивает расход возвратного катализаторного комплекса в алкнлатор .с использованием формулы св+ св . св 503 К sîs св

1 GK GK +ЬСк 9.

20 А иначе миниЭВИ по формуле С „ Б

Сs<в + Д С Б с пОмОщью регулято» .ра 18 и регулирующего органа 19 увеличивает. расход полиалкилбенэола на вход алкилатора. В зависимости от сигналов задания,.выданных мнпиЭВ11, регуляторы 18, 21 и 24 воздействуют соответственно на регулнруюнже органы 19, 22 и 25 до тех пор, пока сигнал рассогласования регуляторов 18, 21 и 24 не будет равен нулю.

Л р и .м е р. T. вариант для случая

М7М 301.

1. По последовательности вычисля5О 3

3S ется текущее значение. G = С +

+ Gg =- 35в425 тн; Сн = Gq + Gg +

+С +Сг 97 32 тн; С„=: С х х G = 6,365 тн, где:С 1< — концентрацйя полиалкилбензола, определяет40 ся .анализатором 29 и меняется в пределах 0-0,1.

ss> в

С ваяв Gïîs

g ку-" — -" — 0,0266.

Св Слоев . СГ

2. Сравиивается текушее значение

g с заданным значением, М кх .Дня данной нагрузки ь7 д = 0,.0243.

0-,0266 > 0.,0243

3. Вычисляются значения расходов свежего и возвратного каталиэаторного комплекса.

С„ G ДС„.= 0,4; с В+ в ss ,ЕН GS<> еь .

Ф

К+ K э где аС х — шаг варьирования, равен

es

0,025.

1620441

91,57;

0 06121

5,6;

О ° 0192 ч

С

Н

С„„

С.Вы% пав

0,0192 <0,023.

ВУ"

Смв 4 77

G „= 91,82;

С и,р= О 0647; вы

С, = 5,94;

g - 0,О2О8;15

0,0208 4 0,23..

Си = 92,.065;

G„„ - =6,313Ä

OC = 0,02571

С „ 0.,0577;

4. Осуществляется возврат к 1 с аналогичными вычислениями:текущего значения }}(°

11роцедура продолжается до тех пар покя Q = М рдйб

При этом„ так .как в каждом шаге уменьшается расход свежего катализаторного комплекса, уменьшается также концентрация полиалкилбензола: альф

Сала . Сйаь С }}.

* 0,0261; О 0261 0,0243.

С. = 0,4 " 11С }1 = 0,375;

ce}}- ñÜ .}(.Э. воь } к 35 025 + 6G к

35, 05;

0,0257 > 0,02-43.

-С „0,35;

С = 35,075

»

К

С @ = 6,287;

g = 0,0253;

0(кц+б, где Я = 0,0015.

II вариант для.случая а < М а .

Расчет текущего значения и сравнение, его с заданым значением осуществляется аналогично первому варианту:

С С:} + Ск 35.,425 тн;

909 са

BK

Сн = Ск+ Св + Спзб + Сг

91,32 тн;

М = 0,018.. Для данкой нагрузки М за = О, 023;

0,018 (0,023.

Вычисляется значение расхода полиалкилбензола, подаваемого на вход. алкилатора:

N» Вх

Gnas Спав } .С аб = 4,52 тн, где 0,25 — шаг варьирования.осущест.— вляется возврат к началу расчета текущего значения ОС .Ироцедура продолжается до тех пор, пока Ь

- а + 8.: пав = Оу0682ф

25 . g - =0 0222 = за -"-. °

Таким образом, регулирующая система позволяет увеличить выход целевого праду а за счет уменьшения выхЬда побочньгх продуктов, а также эффективно использовать катализаторный комплекс за счет уменьшения выброса избытка отработанного катализаторно35

ro комплекса.

Эффективность предлагаемого способа наглядно видна из приведенной таблицы, в которой приведены расчетные данные по сравнению с прототипом.

Использование способа в крупнотон" кажном производстве позволит уменьшить выход полиалкилбензала на 1,5Х, увеличить выход этнлбензола на 0,7Х и уменьшить расход свежего катализа45 торного комплекса на 12Х.

Формула изобретения

Способ автоматического регулиро"

50 ваиия процесса алкилирования бенэола этиленом, включающий регулирование расходов бенэола, полиалкилбензола, этилена, свежего и возвратного ката= лизаторнаго комплекса в апкилатор и измерение концентрации полиалкилбен" зола в алкилате на выходе алкнлатора, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и снижения расхода све!

62044 сход возвратГО катализа рхото ко>а>" хса (С «„) ° т/ч

Расход иабытка

ОтработаххОГО кат.

u хоиплекса (С „„) ° т/ч

Прираиеиик поплел хилбахзола и алкилетОРе (пав)> т/ч сееиеализаыход втллпехзола (Сng ) ° т ч о. ко>о>п про- по лрелл. от>о>у способу по про- по предл. тотипу способу по про- попредл типу способу по прототипу по предл

cnoconу предл способ>

0,425

О ° 425 . О ° .425

0,425

0,425

0,425

0,425

0,425

0,425

О;425

4,72

4,65

4,76

4,72

4,45

4,31

4,87

4,94

4,27.

5 ° 0

S,67

5,5В

5,66

5,67

S,34

5 17

5 >.84

5,ЯЗ

S>12

6>00

5I 5

50,7

51 2

$l ° S

48,$

47,0

5З,I

53,9

46,$

i 54,5

4,72

4 ° 72

4,76

4,72

4,95

4,В4

4,В7

4,94

S,О2

S,0

0,35 .

0,.425

0,40

О,35

0,42S

0,425

0,г0

О,)О

0,425

35,00

35 ° 00

35 ° 00

ЗЗ ° 00

35 00

35, 00

35,00

35,00

35, 00

35100

0,35.

0,425

0,400

0,350 о,4гз

0,425

«0,гоо

О,(ОО

0,425

35,08

35,00

35,025

85,ООО

35,00

25>00

35,.225

35,325

35,00

35,425

О ° 425

0,425

0,425

0,425

0;425

0,425

0,425, 0,425

0,425

0,42S

21,79

21,87

21,75

21; п0

20,98

20 ° 16

22,53

22,85

20 ° 4

23, 16 г/,О7.

2 l ° />4

21,85

21,98

2h,70

2>) >06

22,86

23,ло

19,84

23,24

1 64

1,62

I,S7

1,65

I 55

I,S6

1,68

1,72

l,48

1>74

l,57

1,58

1 54

1;57

1,3S

1,45

1,38

1>30

1,28

1,32 жего катализаторного комплекса, по измеренным значениям расходов бензола, полиалкилбензола, этилена и концентрации полиалкилбензола в алкилаторе вычисляют отношение приращения

5 полиалкилбензола в алкилаторе к сумме расходов бензола, полиалкилбензола и этилена, по измеренным значениям расходов бензола, полиалкилбензола, этилена, свежего и возвратно-. го катализаторного 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 этого отношения приращения с заданным значением и при снижении вычисленного значения отношения приращения отно.сительно заданного значения увеличивают расход полиалкилбензола, а при увеличении вычисленного значения отношения относительно заданного значения уменьшают расход свежего катализаторнаго комплекса й.увеличивают расход возвратного катализаторного комплекса.

162044) . Редактор И.Циткина

Составитель Г. Огаджанов

Техред Л.Сердюкова

Корректор Т,Палий,Закаэ 4218 . ТиРаж

ЭНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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