Способ автоматического управления многополочным реактором

Иллюстрации

Способ автоматического управления многополочным реактором (патент 897274)
Способ автоматического управления многополочным реактором (патент 897274)
Способ автоматического управления многополочным реактором (патент 897274)
Способ автоматического управления многополочным реактором (патент 897274)
Показать все

Реферат

 

Союз Советскин

Социапистическин

Респубяии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>897274 (61) Дополнительное к авт. свнд»ву (22) Заявлено 19.1080 (21) 2828482/23-26 с присоединением заявки РЙ(23) ПриоритетОпубликовано 1 01.82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 1 0132 (51)М. Кл.

В 01 J 8/02

6 05 0 27/00

Гааудерстеенный комитет ссе по делам изобретений и открытий (53) Уд К 66. 012- 52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н.Г.Горелик, А.И.Кипер, А.М.Портных, И.М.Белгородский, В.И.Невструев, В.А

О.Е.Баталин и А.С.Дыклан (7I) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОПОЛОЧНЫМ РЕАКТОРОМ

Изобретение относится к автоматизации многополочных реакторов с изменяющейся активностью катализатора вследствие его закоксованности и в условиях ограниченности энергоресурсов и может быть использовано в производствах дивинила из бутана, изопрена из диметилдиоксана (ДМД) в хими" ческой и нефтехимической промышленности.

Известен способ автоматического управления процессом разложения ДМД в изопрен в шестиполочном реакторе, включающий стабилизацию температуры верха каждой полки на одинаковом уровне изменением расхода перегретого водяного пара (1 ).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ автоматического управления многополочным реактором контактного разложения диметилдиоксана в изопрен, включающий измерение температуры верха каждой из шести полок, состава исходного сырья — ДМД и продуктов раэложения ДМД на выходе из реактора, поиск оптимальных значений температуры на каждой из шести полок на осно" ве текущих результатов вычисления конверсии и выхода изопрена на пропущенное сырье на выходе реактора и в зависимости от рассчитанных значений температуры регулируют температуры верха полок реактора изменением расхода водяного пара (2 ).

Общим недостатком известных спосо; бов является то, что не учитывается отложение кокса на катализаторе,обус лавливающее снижение во времени качественных показателей процесса конверсии и выхода изопрена, а также

1 существенное влияние продуктов разло» жения ДМД, изопрена и формальдегида на коксообразование и связанное с этим фактом увеличение коксоотложения по времени контактирования и по длине реактора, а также ухудшение качественных показателей работы реак

897274

ЬТИ = (T13 Т„, ) - A„(1) р Н где i = 1,2,3...6 - номер полки; — 0,1,2,3... - дискретное вре- 4О мя;

Т T — температура верха, низа

В

1-ой полки в j-ый момент

1 .1 времени;

А . — допустимая величина перепа- 45

1 да температуры на полке.

Текущая производительность реактора П вычисляется в устройстве 8 по результатам обработки хроматографической информации С ., получаемой с хроматографа 9 и расхода ДМД, G- измеренного расходомером 10

1

П = -- ------ Б G С., (2)

Yl h(n-1)+Г . 3

1,Р

KiSi .где С

4"

m-1

3 тора и отсутствие учета треоований и экономии энергоресурсов.

Цель изобретения — повышение производительности реактора за счет увеличения длительности цикла контактирования.

Укаэанная цель достигается тем, что измеряют температуру под слоями катализатора и корректируют ее в зависимости от перепада температур в 10 слоях катализатора на нижних полках реактора и времени от начала цикла контактирования, а прекращение цикла контактирования осуществляют в зависимости от текущей производитель- !5 ности реактора и времени от начала цикла.

На чертеже показана блок-схема системы управления, реализующей предлагаемый способ. 20

Способ осуществляется следующим образом.

Исходное сырье ДМД с небольшими примесями органики поступает в шестиполочный реактор 1. На каждой полке 25 реактора измеряется температура верха и низа с помощью термопары 2 и нормирующего преобразователя 3. Температура верха каждого слоя .регулируется регулятором 4, воздействующим щ на исполнительный механизм 5, установленный на линии водяного пара.

Перепад температуры на полках вычисляется в устройстве 6, а в устройстве 7 проверяется выполнение условия

С 1 - концентрация изопрена a jый момент времени;

S ° — площади хроматографических пиков, при m = 1,2...

К;

К - калибровочные коэффициенты;

Ь - промежуток времени между двумя соседними измерениями; Г - длительность цикла регенерации катализатора;

G - расход ДМД в 1-ый момент времени.

Устройство li по сигналу об окончании процесса регенерации катализатора устанавливает задание регуляторам 4. Регуляторам 4 первых трех слоев по ходу сырья устанавливаются равные задания Р=Р =Р =Р =Cone+70 соответствующие таким значениям температуры верха полок, при которых соответствующие исполнительные механизмы

5 примерно на 80 закрыты и скорость реакции незначительна, но обеспечивает вместе с тремя последними слоями требуемую степень превращения ДМД в изопрен, а так как температуры на этих слоях низкие и концентрации продуктов ответственных за коксообразо-i вание невысокие, то кокс на этих сло ях почти не отлагается.

Регуляторам температуры 4 трех последних слоев задание задается как функция времени

Р1 = a > + b., (3) где i = 4,5,6;

3 = 0,1 2,3... а„ Ь„ — const ) 0

При достижении момента времени от начала цикла контактирования равного

Т6 проверяется условие (1). Если оно выполняется, то 6-ой слой отключается, что способствует установлению задания регулятору 4, равного Р.

Выполнение условия (1) говорит о том, что слой закоксован и его вклад в разложение ДМД в изопрен до требуемой величины незначителен.

Дальнейшее изменение задания регулятору 4 по закону (2) нерационально по двум причинам: протекание нежелательных реакций и напрасный расход перегретого пара. При установке задания Р регулятору 4 на этом слое расход перегретого пара на него резко сокращается. Это не означает полного прекращения реакции н этом . слое. На нем продолжает протекать

897274 реакция, достаточная для обеспечения требуемой степени разложения ДМД при условии подключения в работу 3-ro слоя.

Регулятору 3-го слоя устанавливается задание, равное

Р91 as + b9 (4) что соответствует включению слоя.

Затем проверяется выполнение условия (1) на 5-м слое при достижении 10 времени контактирования, равного

Т ) Т . При выполнении этих условий

5-ый слой отключается, а 2-ой включается. Это повторяется до полного отключения трех нижних слоев и вклю- 1$ чению трех верхних.

Процесс контактирования прекращается, если длительность его более допустимой и величина производительности по изопрену меньше допустимой. в

Предлагаемый способ управления

MHoI olloJlo÷íûì реактором при прочих равных условиях позволяет существенно снизить отложение кокса на катализаторе по длине реактора за счет 2S

-разложения, например изопрена и фор-. мальдегида, что, в свою очередь, поз-. воляет удлинить время контактирования и, следовательно, увеличить производительность реактора. Кроме того, Зв внедрение предлагаемого способа позволяет повысить выработку по целево-, му продукту - изопрену ориентировочно на 2,03 (1,76 тыс. т в год) и снизить норму расхода водяного пара на

0,2 Гкал на 1 т изопрена за счет увеличения длительности цикла контактирования, вызванного уменьшением коксоотложения, что позволяет получить зкономию 227 тыс. руб в год.

Формула изобретения

Способ автоматического управления многополочным реактором в цикле контактирования путем регулирования температуры над слоями катализатора изменением расхода водяного пара, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности реактора за счет увеличения длительности цикла контактирования, измеря-, ют температуру под слоями катализатора и корректируют ее зависимости от перепада температур- в слоях катализатора на нижних полках реактора и времени от начала цикла контактирования, а прекращение цикла контак- тирования осуществляют в зависимости от текущей производительности реактора и времени от начала цикла.

Источники информацИи, принятые во внимание при экспертизе

1. Технический проект института

"Гипрокаучук". М., т. 15, кн. 9, 1974.

2. Материалы 3-ей международной конференции "Автоматизированные системы управления в химической промышленности". НРБ, Бургас, 1973.

897274

Составитель Т.4улкова

Редактор М.Харитонова Техред Т. Наточка Корректор Н. Стец

Заказ 11785/8 Тираж 57á Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4