CN113736514B - 多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法及反应器 - Google Patents

Abstract

本公明公开了一种多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法及反应器。其中，多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法，所述多层结构碳三液相加氢反应器包括至少两个床层，所述至少两个床层分为上部床层和下部床层，所述方法包括：基于获取的上部床层温度，调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述上部床层的底部温度到达碳三液相加氢反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值所对应的温度；基于获取的所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述碳三液相加氢反应器出口MAPD体积含量在第二设定值。本发明的方法及反应器可达到提高丙烯选择性的目的。

Description

多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法及反应器

技术领域

本发明属于石油化工领域，更具体地，涉及一种多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法及反应器。

背景技术

乙烯技术是石油化工的龙头技术，乙烯技术水平被看作是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。乙烯裂解装置生产的三烯(乙烯、丙烯、丁二烯)是石油化学工业的基础原料，三烯产量的高低是衡量一个国家石油化工发展水平的主要标志。

乙烯裂解装置中石脑油等液态烃原料经蒸汽裂解和分离后，碳三馏分中含有丙烯，丙烷，及少量的甲基乙炔(MA)和丙二烯(PD)(甲基乙炔和丙二烯简称为MAPD)，MAPD的含量约为1％～5％(体积)。在丙烯聚合反应中，MAPD会降低聚丙烯催化剂的活性，影响聚合级丙烯的产品质量。为了将MAPD从碳三馏分中脱除，当前工业上采用催化选择加氢和溶剂吸收法脱除MAPD。由于碳三液相催化加氢法工艺流程简单，没有环境污染，所以催化加氢法的应用日益普遍。

碳三液相加氢反应器装置是丙烯装置回收系统的一个重要设备,它是在催化剂的作用下，把碳三馏分中MAPD选择加氢转化为丙烯。MAPD如果过量加氢将生成丙烷、低聚物和高聚物，导致丙烯的损失；MAPD如果加氢效果不佳，反应器出口MAPD浓度未能控制在指标要求范围内，将造成产品丙烯不合格，影响下游装置的生产，所以加氢反应器运行的好坏直接影响着丙烯产品的纯度和收率。

碳三液相加氢催化剂普遍采用钯、镍等过渡金属作为活性组分，不同催化剂的反应热力学参数、表面吸脱附反应速率以及工艺敏感度不尽相同，需要通过针对性的调整优化才能保证其发挥最佳性能。

目前碳三液相加氢反应器的生产控制普遍采用手动调控，由技术人员手动调节控制相关参数。因裂解分离流程冗长，工艺复杂，人员精力有限，无法对碳三液相加氢反应器做到实时监控和专家级调整优化。当碳三加氢系统出现物料组成、压力、温度、流量、氢气波动等不稳定情况时，单靠液相加氢系统自身来恢复稳定是非常缓慢的，多次波动所产生的叠加现象，使系统长时间处于亚稳定状态，易造成反应器出口漏炔和丙烯过度加氢严重，影响产品丙烯的收率和精馏塔分离效果。

目前碳三液相加氢反应器操作采用人工经验和手动调节的方法，存在造成了碳三反应器出口产物中的MAPD浓度过高，丙烯选择性不佳的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法及反应器，至少解决现有技术中丙烯选择性不佳的问题。

第一方面，本发明提供了一种多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法，所述多层结构碳三液相加氢反应器包括至少两个床层，所述至少两个床层分为上部床层和下部床层，所述方法包括：

基于获取的上部床层温度，调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述上部床层的底部温度到达碳三液相加氢反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值所对应的温度；

基于获取的所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述碳三液相加氢反应器出口MAPD体积含量在第二设定值。

可选的，所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数，包括：

碳三液相加氢反应器入口和入口物料温度及各部床层温度、碳三液相加氢反应器入口物料压力、碳三液相加氢反应器入口物料流量、碳三液相加氢反应器入口MAPD浓度、碳三液相加氢反应器上部床层配氢流量及浓度、碳三液相加氢反应器下部床层配氢流量及浓度、碳三液相加氢反应器上下部床层的配入氢气与反应器入口MAPD的摩尔比和碳三液相加氢反应器出口MAPD浓度，所述碳三液相加氢反应器上部床层的配入氢气与反应器入口MAPD的摩尔比简称为上部氢炔比，所述碳三液相加氢反应器下部床层的配入氢气与反应器入口MAPD的摩尔比简称为下部氢炔比。

可选的，所述调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件中上部操作参数包括：碳三液相加氢反应器入口物料温度和上部氢炔比；

所述基于获取的上部床层温度，调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述上部床层的底部温度到达碳三液相加氢反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值所对应的温度，包括：

当所述碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度到达反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设置值所对应的温度时，不对上部操作参数做调整；

当所述碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度低于反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设置值下限所对应的温度时，提高上部操作参数；

当所述碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度高于反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设置值上限所对应的温度时，降低上部操作参数。

可选的，所述提高上部操作参数，包括：优先提高碳三液相加氢反应器入口物料温度；

和/或

所述降低上部操作参数，包括：优先降低上部氢炔比。

可选的，所述碳三液相加氢反应器入口物料温度的调整范围为25-40℃，优选为30-35℃；

和/或

所述碳三液相加氢反应器入口物料温度的调整速率范围为0.1-4.0℃/小时，优选为0.5-2.0℃/小时。

可选的，所述上部氢炔比的调整范围为0.5-2.0，优选为0.6-1.2；

和/或

所述上部氢炔比的调整速率范围为0.01-0.4/小时，优选为0.04-0.2/小时。

可选的，所述基于获取的所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件中下部操作参数包括：下部氢炔比；

所述基于获取的所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述碳三液相加氢反应器出口MAPD体积含量在第二设定值，包括：

当所述碳三液相加氢反应器的出口MAPD浓度处于第二设定值时，不调整所述下部氢炔比；

当所述碳三液相加氢反应器的出口MAPD浓度低于所述第二设定值的下限时，降低所述下部氢炔比；

当所述碳三液相加氢反应器的出口MAPD浓度高于所述第二设定值的上限时，提高所述下部氢炔比。

可选的，所述下部氢炔比的调整范围为0.1-2.0，优选为0.4-1.0；

和/或

所述下部氢炔比的调整速率范围为0.01-0.4/小时，优选为0.04-0.2/小时。

可选的，所述第一设定值为10-25％，所述第二设定值为M±50ppm。

可选的，所述M的取值范围为100-1000ppm，优选为200-500ppm。

可选的，所述碳三液相加氢反应器入口物料压力条件为：

所述碳三液相加氢反应器入口物料压力的调整范围为1.0-3.0MPa，优选为1.7-2.5MPa。

第二方面，本发明提供了一种多层结构碳三液相加氢反应器，包括，反应器筒体、预分配器、气液分配盘、上部床层、氢气分布器、二次气液分配盘、下部床层和控制器；

所述预分配器、气液分配盘、上部床层、氢气分布器、二次气液分配盘和下部床层由上至下依次设置在反应器筒体内；

所述上部床层和下部床层均用于装填催化剂，所述上部床层和下部床层之间形成有层间空隙区，所述氢气分布器和二次气液分配盘均设置在所述层间空隙区内，所述氢气分布器与外部配氢管线连接；

所述控制器执行权利要求1至10任一所述的方法控制上部床层和下部床层。

可选的，所述控制器，包括：上部床层控制器和下部床层控制器，所述上部床层控制器用于控制上部床层，所述下部床层控制器用于控制下部床层。

本发明将碳三液相加氢反应器至少分为上部床层和下部床层，并分别对碳三液相加氢反应器的操作条件进行调整，使上部床层的底部温度到达碳三液相加氢反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值所对应的温度，使所述碳三液相加氢反应器出口MAPD体积含量在第二设定值，从而达到提高丙烯选择性的目的。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述。

图1示出了根据本发明的一个实施例的多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法的流程图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的多层结构碳三液相加氢反应器结构框图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的多层结构碳三液相加氢反应器控制系统的原理框图；

图4a至图4d示出了根据本发明的一个实施例的采用多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法的工艺条件变化示意图；

其中：

1-反应器筒体，2-预分配器，3-气液分配盘，4-上部床层，5-层间空隙区，6-氢气分布器，7-二次气液分配盘，8-下部床层。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的范围并不局限于这些实施例。

多层为两层以上并包括两层。

实施例一：

如图1所示，一种多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法，所述多层结构碳三液相加氢反应器包括至少两个床层，所述至少两个床层分为上部床层和下部床层，所述方法包括：

步骤S101：基于获取的上部床层温度，调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述上部床层的底部温度到达碳三液相加氢反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值所对应的温度；

可选的，所述第一设定值为10-25％。第一设定值的下限为10％，第一设定值的上限为25％。

步骤S102：基于获取的所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述碳三液相加氢反应器出口MAPD体积含量在第二设定值。

可选的，所述第二设定值为M±50ppm。所述M的取值范围为100-1000ppm，优选为200-500ppm。第二设定值的下限为M-50ppm，第二设定值的上限为M+50ppm。

可选的，所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数，包括：

碳三液相加氢反应器入口和出口物料温度及各部床层温度、碳三液相加氢反应器入口物料压力、碳三液相加氢反应器入口物料流量、碳三液相加氢反应器入口MAPD浓度、碳三液相加氢反应器上部床层配氢流量及浓度、碳三液相加氢反应器下部床层配氢流量及浓度、碳三液相加氢反应器上下部床层的配入氢气与反应器入口MAPD的摩尔比和碳三液相加氢反应器出口MAPD浓度，所述碳三液相加氢反应器上部床层的配入氢气与反应器入口MAPD的摩尔比简称为上部氢炔比，所述碳三液相加氢反应器下部床层的配入氢气与反应器入口MAPD的摩尔比简称为下部氢炔比。

可选的，所述调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件中上部操作参数包括：碳三液相加氢反应器入口物料温度和上部氢炔比；

所述基于获取的上部床层温度，调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述上部床层的底部温度到达碳三液相加氢反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值所对应的温度，包括：

当所述碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度到达反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设置值所对应的温度时，不对上部操作参数做调整；

当所述碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度低于反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设置值下限所对应的温度时，提高上部操作参数；

当所述碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度高于反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设置值上限所对应的温度时，降低上部操作参数。

可选的，所述提高上部操作参数，包括：优先提高碳三液相加氢反应器入口物料温度；

和/或

所述降低上部操作参数，包括：优先降低上部氢炔比。

碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度到达反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在10-25％所对应的温度时，不对碳三液相加氢反应器上部操作参数做调整；

碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度低于反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在10％所对应的温度时，提高入口物料温度和上部氢炔比，优先提高入口物料温度，直至上部床层的底部温度到达反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在10-25％所对应的温度；

碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度高于反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在25％所对应的温度时，降低入口物料温度和上部氢炔比，优先降低上部氢炔比，直至上部床层的底部温度到达反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率为10-25％所对应的温度。

可选的，所述碳三液相加氢反应器入口物料温度的调整范围为25-40℃，优选为30-35℃；具体的碳三液相加氢反应器入口物料温度可以为25℃、30℃、33℃、35℃或40℃。

所述碳三液相加氢反应器入口物料温度的调整速率范围为0.1-4.0℃/小时，优选为0.5-2.0℃/小时。具体的碳三液相加氢反应器入口物料温度的调整速率可以为0.1℃/小时、0.5℃/小时、1.0℃/小时、1.5℃/小时、2.0℃/小时、2.5℃/小时、3.0℃/小时、3.5℃/小时或4.0℃/小时。

可选的，所述上部氢炔比的调整范围为0.5-2.0，优选为0.6-1.2；具体的上部氢炔比可以为0.5、0.6、1.0、1.2、1.5或2.0.

所述上部氢炔比的调整速率范围为0.01-0.4/小时，优选为0.04-0.2/小时。具体的上部氢炔比的调整速率可以为0.01/小时、0.04/小时、0.10/小时、0.15/小时、0.20/小时、0.25/小时、0.30/小时、0.35/小时或0.40/小时。

可选的，所述基于获取的所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件中下部操作参数包括：下部氢炔比；

所述基于获取的所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述碳三液相加氢反应器出口MAPD体积含量在第二设定值，包括：

当所述碳三液相加氢反应器的出口MAPD浓度处于第二设定值时，不调整所述下部氢炔比；

当所述碳三液相加氢反应器的出口MAPD浓度低于所述第二设定值的下限时，降低所述下部氢炔比；

当所述碳三液相加氢反应器的出口MAPD浓度高于所述第二设定值的上限时，提高所述下部氢炔比。

碳三液相加氢反应器出口MAPD浓度处于设定值M±50ppm时，不对碳三液相加氢反应器下部操作参数做调整；

碳三液相加氢反应器出口MAPD浓度小于设定值M-50ppm时，降低下部氢炔比，直至出口MAPD浓度处于设定值M±50ppm之间；

碳三液相加氢反应器出口MAPD浓度大于设定值M+50ppm时，提高下部氢炔比，直至出口MAPD浓度处于设定值M±50ppm之间。

可选的，所述下部氢炔比的调整范围为0.1-2.0，优选为0.4-1.0；具体的下部氢炔比可以为0.1、0.4、0.6、1.0、1.5或2.0.

所述下部氢炔比的调整速率范围为0.01-0.4/小时，优选为0.04-0.2/小时。

具体的下部氢炔比的调整速率可以为0.01/小时、0.04/小时、0.10/小时、0.15/小时、0.20/小时、0.25/小时、0.30/小时、0.35/小时或0.40/小时。

所述第二设定值为M±50ppm。

可选的，所述M的取值范围为100-1000ppm，优选为200-500ppm。

M可以为100ppm、200ppm、300ppm、400ppm、500ppm、600ppm、700ppm、800ppm、900ppm或1000ppm.

碳三液相加氢反应器的入口物料压力的调整范围为1.0-3.0MPa，优选为1.7-2.5MPa。具体的碳三液相加氢反应器的入口物料压力可以为1.0Mpa、1.7Mpa、1.9Mpa、2.0Mpa、2.5Mpa或3.0Mpa。

实施例二：

如图2所示，一种多层结构碳三液相加氢反应器，包括，反应器筒体1、预分配器2、气液分配盘3、上部床层4、氢气分布器6、二次气液分配盘7、下部床层8和控制器；

所述预分配器2、气液分配盘3、上部床层4、氢气分布器6、二次气液分配盘7和下部床层8由上至下依次设置在反应器筒体1内；

所述上部床层4和下部床层8均用于装填催化剂，所述上部床层4和下部床层8之间形成有层间空隙区5，所述氢气分布器6和二次气液分配盘7均设置在所述层间空隙区5内，所述氢气分布器6与外部配氢管线连接；用于引入氢气，

所述控制器执行实施例一中的方法控制上部床层和下部床层。

可选的，所述控制器，包括：上部床层控制器和下部床层控制器，所述上部床层控制器用于控制上部床层，所述下部床层控制器用于控制下部床层。

在一个具体的应用中以双层床层为例，碳三液相加氢反应器采用多层固定床加氢反应器设计，碳三液相加氢反应器分上下两部床层装填催化剂，双层结构碳三液相加氢反应器通过在反应器入口和层间空隙区分别引入氢气，依据上下床层氢炔比要求，实现精准配氢，提升催化剂加氢效率，获得最佳的丙烯选择性。

碳三液相加氢反应器控制系统中引入双控制器，分为上部床层控制器和下部床层控制器。所有控制器位于碳三液相加氢反应器的集散控制系统即DCS系统或与DCS相连的服务器中，上部床层控制器的控制逻辑程序采集反应器上部床层温度，并自动采集工艺数据存储在固定内存单元内；下部床层控制器的控制逻辑程序采集在最终加氢产物中MAPD浓度，并将自动采集分析结果数据存储在固定内存单元内。

上部床层控制器的控制逻辑程序根据所监测到的碳三液相加氢反应器的上部床层温度高低以及变化趋势，自动保持和调整碳三加氢反应器入口物料温度和上部氢炔比，自动实现碳三液相加氢反应器的分层加氢平稳操作；下部床层控制器的控制逻辑程序根据所监测到的碳三液相加氢反应器出口MAPD浓度含量的高低以及变化趋势，自动保持和调整碳三液相加氢反应器下部氢炔比，自动实现碳三液相加氢反应器的平稳控制。

所有控制器的控制逻辑程序的主要控制变量是碳三液相加氢反应器的入口物料温度、上部氢炔比和下部氢炔比，主要调节变量是碳三液相加氢反应器的入口物料温度、上部氢炔比和下部氢炔比。

碳三液相加氢反应器的控制逻辑程序中，其调节的原则：

1.上部床层的底部温度低于反应器所处压力条件下物料气化率在10％所对应的温度时，提高入口物料温度及上部氢炔比，优先提高入口物料温度，其次调整上部氢炔比；上部床层的底部温度高于反应器所处压力条件下物料气化率在25％所对应的温度时，降低入口物料温度和上部氢炔比，优先降低上部氢炔比，其次调整入口物料温度。碳三液相加氢反应器的控制逻辑程序根据反应器上部床层的温度工艺数据，自动调节碳三液相加氢反应器中的入口物料温度和上部氢炔比。当上部床层的底部温度超过上下限时，可采取同时调节两个操作参数，这时调整的速率为可调整范围的下限。

2.反应器出口MAPD浓度小于M-50ppm时，提高下部氢炔比；MAPD浓度大于M+50ppm时，升高下部氢炔比。碳三液相加氢反应器的控制逻辑程序根据反应器出口MAPD浓度的分析数据，自动调节碳三液相加氢反应器下部氢炔比。

碳三液相加氢反应器控制逻辑程序调节加氢各控制变量的过程中，碳三加氢反应器的入口物料温度的调整范围为25-40℃，优选为30-35℃；碳三加氢反应器的上部氢炔比的调整范围为0.5-2.0，优选为0.6-1.2；碳三加氢反应器的下部氢炔比的调整范围为0.1-2.0，优选为0.4-1.0；碳三加氢反应器的入口物料压力的调整范围为1.0-3.0MPa，优选为1.7-2.5MPa。如果某一操作参数到达上限，则会保持该参数不变，去调整另一操作变量。若入口物料温度、上部氢炔比和下部氢炔比都达到上限还不能满足反应器上部床层温度和出口MAPD浓度的要求，则操作模式自动切换为手动模式并发出警报。

碳三液相加氢反应器自控系统的标准之一是上部床层的底部温度，按照上部床层的底部温度位于反应器所处压力条件下物料气化率大于10％且低于25％时所对应的温度范围的标准来执行。碳三液相加氢反应器自控系统的标准之二是反应器出口MAPD浓度，按照出口MAPD浓度大于M-50ppm且低于M+50ppm的标准来执行。

在碳三液相加氢反应器的自动控制过程中，一般碳三液相加氢反应器的入口物料温度的调整速率范围为0.1-4.0℃/小时，优选为0.5-2.0℃/小时；上部氢炔比的调整速率范围为0.01-0.4/小时，优选为0.04-0.2/小时。当上部床层的底部温度位于反应器所处压力条件下物料气化率低于10％且高于25％时所对应的温度范围，可采用同时调整两个操作参数，调整的速率幅度通常为可调整速率范围的下限。上部床层的底部温度位于反应器所处压力条件下物料气化率为10-25％时所对应的温度范围内，通常对操作不进行调整，以保持生产操作的平稳性。

碳三液相加氢反应器的自动控制过程中，一般碳三液相加氢反应器的下部氢炔比的调整速率范围为0.01-0.4/小时，优选为0.04-0.2/小时。当反应器出口MAPD浓度低于M-50ppm或高于M+50ppm，调整速率幅度通常控制在调整速率范围内。若MAPD浓度位于M±50ppm之间，通常对操作不进行调整，以保持生产操作的平稳性。

碳三液相加氢反应器自动控制共分二个步骤：程序初始化阶段和自动控制阶段。自动控制程序的执行顺序如下：

1、程序初始化阶段：

程序启动后，首先对碳三液相加氢反应器的入口物料压力、上部氢炔比、下部氢炔比以及入口物料温度等内部变量进行初始化，并自动识别反应器出口的MAPD浓度的数据信号。

由操作人员确认所有的现场操作都已经执行完毕，现场分析数据输入正常，且已准备好进入自动控制阶段，如未被确认则程序处于等待状态，直到全部确认。由操作人员点击开始为反应器出口MAPD浓度M赋值并确认后，进入自动控制阶段。

2、自控阶段：

进入动控制程序后，控制逻辑程序通过根据碳三液相加氢反应器的DCS系统获取现场数据和输入的反应器出口MAPD浓度数据，并依据判断原则每隔1-1800秒对上部床层的底部温度和出口MAPD浓度数据进行判断是否需要调整加氢反应器中的各控制变量，实现碳三液相加氢反应器生产过程各参数的自动控制。调整各参数的时间间隔越短越好，但同时要考虑调整控制变量信号的反馈时间和分析数据的时间间隔。

在碳三液相加氢反应器的生产自动控制过程中，自动控制程序对入口物料温度、上部和下部氢炔比、催化剂床层温度等重要变量进行监测，一旦出现偏差过大的情况，程序将进入保持状态，同时显示报警信息，进行声音报警。

将本实施例的方法应用于烯烃厂的碳三加氢反应器上，更换碳三液相加氢反应器，采用双床层结构的固定床反应器。在DCS系统之外增加一个与原系统OPC服务器连接的控制器，如图3所示，对碳三加氢反应器的工艺条件进行调整，并将调整目标实时提供给系统DCS，以实现对碳三加氢反应器的控制。

首先根据反应器入口物料压力2.0MPa，经计算为，上部控制器将上部床层底部温度赋值为41.5-44.5℃；再为下部控制器的碳三液相加氢反应器出口MAPD浓度M赋值150ppm，新控制器能够调控碳三液相加氢反应器出口MAPD在100-200ppm的范围内波动，如图4a至图4d所示，在线的控制控制单元自动控制加氢反应器入口物料温度、加氢反应器入口氢炔比实时进行调整。该碳三加氢反应器的催化剂选择性能够提升至65％。

对比例：

某年产乙烯82万吨的烯烃厂，共有裂解炉12台，可加工从乙烷到加氢尾油等各种裂解原料，年产丙烯40万吨。该厂分离工艺采用顺序分离流程，碳三液相加氢反应器位于热区脱丙烷塔与丙烯精馏塔之间，由高压脱丙烷塔塔顶得到的碳三馏分，经过冷却器(或预热器)换热至所需温度后，经进料泵升压后，经原料脱砷器进入到加氢反应器，在管路中与一定氢炔比的氢气混合，进入反应器催化床层进行选择性加氢反应，该厂碳三加氢工艺为液相加氢工艺。

该厂碳三反应器运行时，人为手工通过DCS系统控制碳三反应器前的冷热物料流量调节入口物料温度；控制配氢流量，调节入口氢气浓度。经碳三加氢反应器出口的在线色谱对物流中的炔烃浓度进行测定，确保碳三加氢反应器出口MAPD浓度达到合格(200ppm以下)，此时碳三加氢反应器催化剂的选择性维持在30％附近。

对比结果显示：通过本发明方法及系统的引入，与原工厂的手动控制相比，能够明显地提高碳三液相加氢催化剂的丙烯选择性。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

Claims (10)

1.一种多层结构碳三液相加氢反应器的自动控制方法，其特征在于，所述多层结构碳三液相加氢反应器包括至少两个床层，所述至少两个床层分为上部床层和下部床层，所述方法包括：

基于获取的上部床层温度，调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述上部床层的底部温度到达碳三液相加氢反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值所对应的温度；

基于获取的所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述碳三液相加氢反应器出口MAPD体积含量在第二设定值；

所述调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件中上部操作参数包括：碳三液相加氢反应器入口物料温度和上部氢炔比；

所述基于获取的上部床层温度，调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述上部床层的底部温度到达碳三液相加氢反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值所对应的温度，包括：

当所述碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度到达反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值所对应的温度时，不对上部操作参数做调整；

当所述碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度低于反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值下限所对应的温度时，提高上部操作参数；

当所述碳三液相加氢反应器的上部床层的底部温度高于反应器入口物料压力条件下碳三物料气化率在第一设定值上限所对应的温度时，降低上部操作参数；

所述提高上部操作参数，包括：优先提高碳三液相加氢反应器入口物料温度；

和/或

所述降低上部操作参数，包括：优先降低上部氢炔比；

所述基于获取的所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件中下部操作参数包括：下部氢炔比；

所述基于获取的所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数调整所述碳三液相加氢反应器的操作条件，使所述碳三液相加氢反应器出口MAPD体积含量在第二设定值，包括：

当所述碳三液相加氢反应器的出口MAPD浓度处于第二设定值时，不调整所述下部氢炔比；

当所述碳三液相加氢反应器的出口MAPD浓度低于所述第二设定值的下限时，降低所述下部氢炔比；

当所述碳三液相加氢反应器的出口MAPD浓度高于所述第二设定值的上限时，提高所述下部氢炔比；

所述第一设定值为10-25%，所述第二设定值为M±50ppm；

所述M的取值范围为200-500ppm；

所述碳三液相加氢反应器入口物料压力条件为：

所述碳三液相加氢反应器入口物料压力的调整范围为1.0-3.0MPa：

所述碳三液相加氢反应器运行相关的参数，包括：

碳三液相加氢反应器入口和出口物料温度及各部床层温度、碳三液相加氢反应器入口物料压力、碳三液相加氢反应器入口物料流量、碳三液相加氢反应器入口MAPD浓度、碳三液相加氢反应器上部床层配氢流量及浓度、碳三液相加氢反应器下部床层配氢流量及浓度、碳三液相加氢反应器上下部床层的配入氢气与反应器入口MAPD的摩尔比和碳三液相加氢反应器出口MAPD浓度，所述碳三液相加氢反应器上部床层的配入氢气与反应器入口MAPD的摩尔比简称为上部氢炔比，所述碳三液相加氢反应器下部床层的配入氢气与反应器入口MAPD的摩尔比简称为下部氢炔比。

2.根据权利要求1所述的多层结构碳三液相加氢反应器自动控制方法，其特征在于，所述碳三液相加氢反应器入口物料温度的调整范围为25-40℃；

和/或

所述碳三液相加氢反应器入口物料温度的调整速率范围为0.1-4.0℃/小时。

3.根据权利要求2所述的多层结构碳三液相加氢反应器自动控制方法，其特征在于，所述碳三液相加氢反应器入口物料温度的调整范围为30-35℃；

和/或

所述碳三液相加氢反应器入口物料温度的调整速率范围为0.5-2.0℃/小时。

4.根据权利要求2或3所述的多层结构碳三液相加氢反应器自动控制方法，其特征在于，所述上部氢炔比的调整范围为0.5-2.0；

和/或

所述上部氢炔比的调整速率范围为0.01-0.4/小时。

5.根据权利要求4所述的多层结构碳三液相加氢反应器自动控制方法，其特征在于，所述上部氢炔比的调整范围为0.6-1.2；

和/或

所述上部氢炔比的调整速率范围为0.04-0.2/小时。

6.根据权利要求1所述的多层结构碳三液相加氢反应器自动控制方法，其特征在于，所述下部氢炔比的调整范围为0.1-2.0；

和/或

所述下部氢炔比的调整速率范围为0.01-0.4/小时。

7.根据权利要求6所述的多层结构碳三液相加氢反应器自动控制方法，其特征在于，所述下部氢炔比的调整范围为0.4-1.0；

和/或

所述下部氢炔比的调整速率范围为0.04-0.2/小时。

8.根据权利要求1所述的多层结构碳三液相加氢反应器自动控制方法，其特征在于，所述碳三液相加氢反应器入口物料压力的调整范围为1.7-2.5MPa。

9.一种多层结构碳三液相加氢反应器，其特征在于，包括，反应器筒体、预分配器、气液分配盘、上部床层、氢气分布器、二次气液分配盘、下部床层和控制器；

所述预分配器、气液分配盘、上部床层、氢气分布器、二次气液分配盘和下部床层由上至下依次设置在反应器筒体内；

所述上部床层和下部床层均用于装填催化剂，所述上部床层和下部床层之间形成有层间空隙区，所述氢气分布器和二次气液分配盘均设置在所述层间空隙区内，所述氢气分布器与外部配氢管线连接；

所述控制器执行权利要求1至8任一所述的方法控制上部床层和下部床层。

10.根据权利要求9所述的多层结构碳三液相加氢反应器，其特征在于，所述控制器，包括：上部床层控制器和下部床层控制器，所述上部床层控制器用于控制上部床层，所述下部床层控制器用于控制下部床层。

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