RU2046125C1 - Method of controlling process for preparing ethyl benzene hydroperoxide by liquid-phase oxidation of ethyl benzene with atmospheric air - Google Patents

Method of controlling process for preparing ethyl benzene hydroperoxide by liquid-phase oxidation of ethyl benzene with atmospheric air Download PDF

Info

Publication number
RU2046125C1
RU2046125C1 SU4900631A RU2046125C1 RU 2046125 C1 RU2046125 C1 RU 2046125C1 SU 4900631 A SU4900631 A SU 4900631A RU 2046125 C1 RU2046125 C1 RU 2046125C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactors
temperature
reactor
concentration
ethylbenzene
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Галкин
Р.К. Габбасов
Н.С. Нургалиев
В.А. Белокуров
И.М. Васильев
Original Assignee
Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" filed Critical Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"
Priority to SU4900631 priority Critical patent/RU2046125C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2046125C1 publication Critical patent/RU2046125C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: the process is carried out in a cascade of four reactors. The upper and lower permissible temperature limits in the reactors are determined depending on the amount of charge used and the upper and lower temperature permissible limits are stabilized in the first and fourth reactors. The temperatures in the second and third reactors are determined depending on the upper permissible limit and the selectivity of the process for the formation of ethyl benzene hydroperoxide according to the hydroperoxide concentration in the oxidate in the second and third reactors. The temperatures in the second or the third reactor are corrected depending on the value magnitude of deviation in the concentration of ethyl benzene hydroperoxide in the oxidate at the fourth reactor outlet. EFFECT: greater efficiency of the control method. 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам управления процессами получения гидроперекиси этилбензола (ГПЭБ) жидкофазным окислением этилбензола кислородом воздуха, проводимым в каскаде реакторов, и может быть использовано в химической промышленности. The invention relates to methods for controlling the processes of producing ethylbenzene hydroperoxide (HPEB) by liquid-phase oxidation of ethylbenzene with atmospheric oxygen, carried out in a cascade of reactors, and can be used in the chemical industry.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ управления процессом получения гидроперекиси этилбензола жидкофазным окислением этилбензола кислородом воздуха, проводимым в каскаде из 3-5 реакторов, путем дифференцированного регулирования температурного профиля по реакторам окисления. Температуру в первом реакторе регулируют в пределах 135-152оС, во втором реакторе на 3-10оС выше, чем в первом реакторе, а во всех последующих реакторах после второго температуру в каждом последующем по сравнению с предыдущим снижают на 2-4оС до температуры 141-151оС.Closest to the proposed invention in technical essence is a method of controlling the process of producing ethylbenzene hydroperoxide by liquid-phase oxidation of ethylbenzene with atmospheric oxygen, carried out in a cascade of 3-5 reactors, by differentially regulating the temperature profile of oxidation reactors. The temperature in the first reactor is regulated within 135-152 о С, in the second reactor it is 3-10 о С higher than in the first reactor, and in all subsequent reactors after the second one the temperature in each subsequent one is reduced by 2-4 о in comparison with the previous one C to a temperature of 141-151 about C.

Недостатком известного способа является недостаточно высокая селективность образования ГПЭБ, т.к. дифференцированный температурный профиль по каскаду реакторов с завышением температуры во втором реакторе относительно температур в других реакторах не является достаточным условием ведения процесса окисления этилбензола, обеспечивающим образование ГПЭБ с максимальной селективностью. В способе также не учитывается изменение селективности образования ГПЭБ относительно концентрации ГПЭБ по ходу реакторов. The disadvantage of this method is the insufficiently high selectivity for the formation of HPBE, because a differentiated temperature profile along the cascade of reactors with an increase in temperature in the second reactor relative to temperatures in other reactors is not a sufficient condition for conducting the process of ethylbenzene oxidation, ensuring the formation of HPEB with maximum selectivity. The method also does not take into account the change in the selectivity of the formation of HPB versus the concentration of HPB along the reactors.

Цель изобретения повышение селективности образования гидроперекиси этилбензола. The purpose of the invention is to increase the selectivity of the formation of ethylbenzene hydroperoxide.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления процессом получения гидроперекиси этилбензола жидкофазным окислением этилбензола кислородом воздуха, приводимом в каскаде из четырех реакторов, путем регулирования температур в реакторах окисления при ограничении их допустимыми пределами, стабилизации расхода шихты и концентрации гидроперекиси этилбензола в оксидате на выходе из последнего реактора. Определяют верхний и нижний допустимые пределы температур в реакторах в зависимости от расхода шихты, стабилизируют температуры в первом и четвертом реакторах соответственно на верхнем и нижнем их допустимых пределах. Определяют температуры во втором и третьем реакторах в зависимости от верхнего допустимого предела и частных производных селективности процесса образования гидроперекиси этилбензола по ее концентрации в оксидате соответственно во втором и третьем реакторах. Затем корректируют температуры во втором или третьем реакторах в зависимости от величины и знака отклонения концентрации гидроперекиси этилбензола в оксидате на выходе из четвертого реактора. This goal is achieved by the fact that in the method of controlling the process of producing ethylbenzene hydroperoxide by liquid-phase oxidation of ethylbenzene with oxygen by air in a cascade of four reactors by controlling the temperatures in the oxidation reactors while limiting their permissible limits, stabilizing the charge flow rate and the concentration of ethylbenzene hydroperoxide in the oxidate at the outlet of the oxide the last reactor. The upper and lower allowable temperature limits in the reactors are determined depending on the charge flow rate, the temperatures in the first and fourth reactors are stabilized, respectively, at their upper and lower allowable limits. The temperatures in the second and third reactors are determined depending on the upper permissible limit and partial derivatives of the selectivity of the process of formation of ethylbenzene hydroperoxide by its concentration in the oxidate in the second and third reactors, respectively. Then, the temperatures in the second or third reactors are adjusted depending on the magnitude and sign of the deviation of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide in the oxidate at the outlet of the fourth reactor.

Если абсолютная величина указанного отклонения меньше его допустимого значения, то температуру во втором и третьем реакторах оставляют без изменения, а если больше его допустимого значения, то при положительном знаке указанного отклонения уменьшают температуру в третьем реакторе и оставляют без изменения температуру во втором реакторе, а при отрицательном знаке отклонения увеличивают температуру во втором реакторе и оставляют без изменения температуру в третьем реакторе. If the absolute value of the indicated deviation is less than its permissible value, then the temperature in the second and third reactors is left unchanged, and if it is greater than its permissible value, then the temperature in the third reactor is decreased and the temperature in the second reactor is left unchanged, and when the negative sign of the deviation increase the temperature in the second reactor and leave the temperature in the third reactor unchanged.

Совокупность новых признаков в сочетании с известными сообщают предложенному способу управления процессом получения гидроперекиси этилбензола новые свойства, позволяющие осуществлять дифференцированный выбор температур по реакторам окисления в зависимости от величины и знака отклонения концентрации гидроперекиси этилбензола в оксидате, что обеспечивает повышение селективности образования ГПЭБ и позволяет признать предложенное техническое решение соответствующим критерию "существенные отличия". The combination of new features in combination with the known ones informs the proposed method of controlling the process of producing ethylbenzene hydroperoxide to produce new properties that allow for differentiated temperature selection according to the oxidation reactors depending on the magnitude and sign of the deviation of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide in the oxidate, which increases the selectivity of HPEB formation and allows to recognize the proposed technical a solution meeting the criterion of "significant differences".

На фиг.1 представлена схема реализации способа управления; на фиг.2 экспериментальная зависимость изменения селективности образования ГПЭБ по реакторам; на фиг.3 характеристика изменения частной производной селективности по концентрации ГПЭБ с увеличением числа реакторов. Figure 1 presents a diagram of the implementation of the control method; figure 2 experimental dependence of the selectivity of the formation of HPEB in the reactor; figure 3, the characteristic changes in the partial derivative of the selectivity for the concentration of HPEB with an increase in the number of reactors.

На фиг.1 показаны первый реактор 1, четвертый реактор 2, датчик 3 расхода шихты, клапан 4 контура регулирования расхода шихты, датчик 5 температуры в первом реакторе, клапан 6 контура регулирования температуры в первом реакторе, датчик 7 температуры в четвертом реакторе, клапан 8 контура регулирования температуры в четвертом реакторе, датчик 9 концентрации гидроперекиси этилбензола в оксидате и управляющая вычислительная машина (УВМ) 10. Figure 1 shows the first reactor 1, the fourth reactor 2, the charge flow sensor 3, the charge flow control valve 4, the temperature sensor 5 in the first reactor, the temperature control valve 6 in the first reactor, the temperature sensor 7 in the fourth reactor, valve 8 temperature control loop in the fourth reactor, a sensor 9 of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide in the oxidate and a control computer (UVM) 10.

Селективность (фиг.2) в процессе окисления этилбензола в первых двух реакторах возрастает, а в последних понижается, что обусловливается тем, что в процессе реакции окисления происходит накопление побочных продуктов реакции, которые незначительны в первых двух реакторах и заметно проявляют себя в последних реакторах. The selectivity (figure 2) in the process of oxidation of ethylbenzene in the first two reactors increases, and in the last decreases, due to the fact that during the oxidation reaction there is an accumulation of by-products of the reaction, which are insignificant in the first two reactors and noticeably manifest themselves in the last reactors.

Из представленных зависимостей следует, что для максимизации селективности необходимо температуру в первом реакторе стабилизировать на верхнем допустимом пределе, в последнем реакторе на нижнем допустимом пределе, а температуру во втором и третьем реакторах регулировать в зависимости от знака отклонения концентрации гидроперекиси этилбензола в оксидате на выходе из последнего реактора от ее заданного значения: при отклонении концентрации в большую сторону уменьшать температуру в третьем реакторе, а при отклонении в меньшую сторону увеличивать температуру во втором реакторе. Это обусловлено тем, что уменьшение концентрации ГПЭБ за счет изменения температуры в третьем реакторе вызывает ответное увеличение селективности, которое значительно будет больше, чем увеличение селективности при этом же изменении температуры во втором реакторе (частные производные соответственно: П3 -1,5, П2 -0,7).From the presented dependences, it follows that in order to maximize selectivity, it is necessary to stabilize the temperature in the first reactor at the upper permissible limit, in the last reactor at the lower permissible limit, and adjust the temperature in the second and third reactors depending on the sign of the deviation of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide in the oxidate at the outlet of the last reactor from its predetermined value: if the concentration deviates upward, reduce the temperature in the third reactor, and if the deviation decreases increase the temperature in the second reactor. This is due to the fact that a decrease in the concentration of HPEB due to a change in temperature in the third reactor causes a reciprocal increase in selectivity, which will be much larger than an increase in selectivity with the same temperature change in the second reactor (partial derivatives, respectively: P 3 -1.5, P 2 -0.7).

При увеличении концентрации ГПЭБ за счет изменения температуры во втором реакторе влечет за собой уменьшение селективности, но оно будет примерно в два раза меньше, чем уменьшение селективности вызванное аналогичным изменением температуры в третьем реакторе. With an increase in the concentration of HPEB due to a change in temperature in the second reactor, it leads to a decrease in selectivity, but it will be approximately two times less than a decrease in selectivity caused by a similar change in temperature in the third reactor.

Начально заданные значения температур во втором и третьем реакторах выбирают обратно пропорционально перепадам соответственно между частными производными первого и второго реакторов и между частными производными первого и третьего реакторов, т.к. эти перепады частных производных характеризуют падение селективности в указанных реакторах относительно максимального ее значения достигнутые в первом реакторе. The initially set temperature values in the second and third reactors are selected inversely with the differences between the partial derivatives of the first and second reactors and between the partial derivatives of the first and third reactors, since these differences in partial derivatives characterize the decrease in selectivity in these reactors relative to its maximum value achieved in the first reactor.

Шихту, представляющую собой смесь свежего (10 мас.) этилбензола, подают в первый реактор 1. Окисление этилбензола осуществляют кислородом воздуха, который подают в реакторы 1,2 и промежуточные между ними (на схеме не показаны) через барбатеры. Для разгона реакции окисления в змеевик первого реактора 1 и второго реактора подают в качестве теплоносителя водяной пар, а в третий и четвертый реактор 2 подают паровой конденсат для съема выделившегося во время реакции тепла. Оксидат, представляющий смесь образовавшейся гидроперекиси этилбензола и непрореагировавшей шихты, направляют из первого реактора 1 в следующие реакторы каскада, а из четвертого реактора 2 выводят оксидат с содержанием гидроперекиси этилбензола 10-11 мас. Кроме гидроперекиси этилбензола оксидат содержит побочные продукты реакции окисления этилбензола и термораспада гидроперекиси, концентрация которых зависит от количества прореагировавшего кислорода относительно количества этилбензола и от температурного режима. Избыток или недостаток прореагировавшего кислорода, а также завышение температур реакции, особенно в последних реакторах каскада, увеличивают содержание побочных продуктов в оксидате и, следовательно, снижают селективность процесса получения гидроперекиси этилбензола. The mixture, which is a mixture of fresh (10 wt.) Ethylbenzene, is fed into the first reactor 1. Oxidation of ethylbenzene is carried out with atmospheric oxygen, which is fed to reactors 1,2 and intermediate between them (not shown in the diagram) through barbaters. To accelerate the oxidation reaction, water vapor is supplied as a coolant to the coil of the first reactor 1 and the second reactor, and steam condensate is supplied to the third and fourth reactor 2 to remove the heat released during the reaction. The oxidate, which is a mixture of the resulting ethylbenzene hydroperoxide and unreacted charge, is sent from the first reactor 1 to the following cascade reactors, and from the fourth reactor 2, an oxidate with an ethylbenzene hydroperoxide content of 10-11 wt. In addition to ethylbenzene hydroperoxide, the oxidate contains by-products of the reaction of ethylbenzene oxidation and thermal decomposition of hydroperoxide, the concentration of which depends on the amount of reacted oxygen relative to the amount of ethylbenzene and the temperature regime. Excess or deficiency of reacted oxygen, as well as an increase in reaction temperatures, especially in the last reactors of the cascade, increase the content of by-products in the oxidate and, therefore, reduce the selectivity of the process for producing ethylbenzene hydroperoxide.

Через верх реакторов 1, 2 и промежуточных между ними отводят на конденсацию отходящие газы, состоящие из этилбензола и отработанного воздуха. Through the top of reactors 1, 2 and intermediate between them, exhaust gases consisting of ethylbenzene and exhaust air are diverted to condensation.

Управление процессом получения гидроперекиси этилбензола осуществляют следующим образом. The control process for the production of ethylbenzene hydroperoxide is as follows.

Информацию от датчиков 3,5,7,9 вводят в УВМ 10. Information from sensors 3,5,7,9 is entered into UVM 10.

Стабилизируют расход шихты, для чего по информации с датчика 3 формируют управляющее воздействие Uш на клапан 4, например по закону ПИ регулирования:
Uш= U o ш +K

Figure 00000001
F з ш ад-F
Figure 00000002
+K
Figure 00000003
Figure 00000004
F з ш ад-F
Figure 00000005
dt (1) где: Uш o- начальное управляющее воздействие на клапан (при пуске системы);
Fш, Fш зад текущее (измеренное датчиком 3) и заданное значение расхода шихты;
Kп1, Kп1- соответственно пропорциональная и интегральная настройка регулятора расхода шихты;
t текущее время.The flow rate of the charge is stabilized, for which, according to information from the sensor 3, a control action U w on the valve 4 is formed, for example, according to the PI control law:
U W = U o w + K
Figure 00000001
F s w hell f
Figure 00000002
+ K
Figure 00000003
Figure 00000004
F s w hell f
Figure 00000005
dt (1) where: U w o - initial control action on the valve (when starting the system);
F W , F W the current backside (measured by sensor 3) and the set value of the charge flow rate;
K p1 , K p1 - respectively proportional and integral settings of the charge flow controller;
t current time.

Определяют по информации с датчика 3 расхода шихты верхний допустимый предел Тв температур реакции:
Тb1Fш 32Fш 2+a3Fш+aо (2) где: а0, а1, а2, а3 коэффициенты
уравнения регрессии (а0 168;
а1 -0,314˙10-5; а2 0,199˙10-2;
а3 0,348)
Определяют по информации с датчика 3 расхода шихты перепад ΔТ между верхним и нижним допустимым пределами температур реакции по уравнению регрессии: ΔТ b1Fш 2 + b2Fш + bo (3) где: b0, b1, b2 коэффициенты уравнения регрессии
Определяют нижний допустимый предел температур реакции Тн Тb Δ Т. (4)
Определяют заданной температуры во втором T2 зад и третьем T3 задреакторах по формулам: T2 зад=Tb2ΔT (5) T3 зад=Tb3ΔT (6) где κ 23 постоянные коэффициенты, определяемые в зависимости от перепадов частных производных селективности по концентрации гидроперекиси этилбензола соответственно между первым и вторым реакторами и между первым и третьим реакторами по экспериментальной зависимости, приведенной на чертеже фиг.2:
κ2

Figure 00000006
Figure 00000007
0,7
κ3
Figure 00000008
Figure 00000009
0,92
Определяют по информации с датчика концентрации гидроперекиси этилбензола в оксидате отклонение ΔС указанной концентрации С от ее заданного значения Сзад.According to the information from the sensor 3 of the charge flow rate, the upper permissible limit Tv of reaction temperatures is determined:
Т b = а 1 F ш 3 + а 2 F ш 2 + a 3 F ш + a о (2) where: а 0 , а 1 , а 2 , а 3 coefficients
regression equations (a 0 168;
1 and -0,314˙10 -5; a 2 0.199˙10 -2 ;
a 3 0.348)
The difference ΔТ between the upper and lower acceptable limits of reaction temperatures is determined from the information from the charge flow sensor 3 according to the regression equation: ΔТ b 1 F ш 2 + b 2 F ш + b o (3) where: b 0 , b 1 , b 2 are the coefficients regression equations
Determine the lower acceptable temperature limit of the reaction T n T b Δ T. (4)
The target temperature is determined in the second T 2 ass and third T 3 ass reactors according to the formulas: T 2 ass = T b2 ΔT (5) T 3 ass = T b3 ΔT (6) where κ 2 , κ 3 are constant the coefficients determined depending on the differences in the partial derivatives of selectivity for the concentration of ethylbenzene hydroperoxide, respectively, between the first and second reactors and between the first and third reactors according to the experimental dependence shown in the drawing of figure 2:
κ 2
Figure 00000006
Figure 00000007
0.7
κ 3
Figure 00000008
Figure 00000009
0.92
The deviation ΔС of the indicated concentration C from its predetermined value C ass is determined from the information from the sensor of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide in the oxidate.

ΔC C-Cзад (7)
Проверяют соответствие абсолютной величины найденного отклонения концентрации гидроперекиси этилбензола ее допустимому значению ΔСдоп:

Figure 00000010
C
Figure 00000011
≥ ΔCдоп (8)
Если условие выполняется, что означает, что концентрация гидроперекиси стабилизируется с удовлетворительной точностью, то температуры во втором и третьем реакторах оставляют без измерения: T2j зад=T
Figure 00000012
(9) T3j зад= T
Figure 00000013
(10) где: j и j-1 соответственно текущий и предыдущий шаг формирования управляющих воздействий.ΔC CC ass (7)
Check the correspondence of the absolute value of the found deviation of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide to its permissible value ΔC add :
Figure 00000010
C
Figure 00000011
≥ ΔC add (8)
If the condition is fulfilled, which means that the concentration of hydroperoxide is stabilized with satisfactory accuracy, then the temperatures in the second and third reactors are left without measurement: T 2j ass = T
Figure 00000012
(9) T 3j ass = T
Figure 00000013
(10) where: j and j-1, respectively, the current and previous step of the formation of control actions.

Если условие не выполняется, то анализируют знак отклонения концентрации гидроперекиси этилбензола от ее заданного значения: ΔС > 0 (11)
Если это условие не выполняется, что означает отклонение концентрации относительно заданной величины в меньшую сторону (т.е. С < Cзад), то корректируют (увеличивают) заданную температуру во втором реакторе, а температуру в третьем реакторе оставляют без изменения: T2j зад=T

Figure 00000014
+Kп2(ΔCj-ΔCj-1) (12) T3j зад=T3j-1 зад (13)
Если условие выполняется, что означает отклонение концентрации гидроперекиси этилбензола относительно заданной величины в большую сторону (т.е. С > Cзад), то корректируют (уменьшают) заданную температуру в третьем реакторе, температуру во втором реакторе оставляют без изменения: T3j зад= T
Figure 00000015
+K
Figure 00000016
(ΔCj-ΔCj-1) (14) T2j зад=T2j-1 зад. (15)
Формируют управляющие воздействия на клапаны 6, 8 контуров регулирования в первом реакторе 1, четвертом реакторе 2, а также в промежуточных между ними втором и третьем реакторах, например по закону ПИ-регулирования. U
Figure 00000017
= U
Figure 00000018
+K
Figure 00000019
T з i ад-T
Figure 00000020
+K
Figure 00000021
Figure 00000022
T з i ад-T
Figure 00000023
dt (16) где UTi- управляющее воздействие на клапан, регулирующий температуру в i-том реакторе (i 1,2,3,4);
U Ti o- начальное управляющее воздействие на i-тый регулирующий клапан (при пуске системы управления);
Ti, Ti зад соответственно измеренное и заданное значение температур в i-том реакторе;
Кптi, Китi- пропорциональная и интегральная настройки i-того регулятора температуры.If the condition is not met, then analyze the sign of the deviation of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide from its predetermined value: ΔС> 0 (11)
If this condition is not fulfilled, which means that the concentration deviates relative to a given value to a smaller side (i.e., C <C back ), then the set temperature in the second reactor is corrected (increased), and the temperature in the third reactor is left unchanged: T 2j back = T
Figure 00000014
+ K P2 (ΔC j -ΔC j-1 ) (12) T 3j ass = T 3j-1 ass (13)
If the condition is fulfilled, which means the deviation of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide relative to the specified value upwards (i.e., C> C back ), then the set temperature in the third reactor is corrected (reduced), the temperature in the second reactor is left unchanged: T 3j back = T
Figure 00000015
+ K
Figure 00000016
(ΔC j -ΔC j-1 ) (14) T 2j ass = T 2j-1 ass . (fifteen)
Control actions are generated on the valves 6, 8 of the control loops in the first reactor 1, the fourth reactor 2, as well as in the second and third reactors intermediate between them, for example, according to the PI control law. U
Figure 00000017
= U
Figure 00000018
+ K
Figure 00000019
T s i hell -T
Figure 00000020
+ K
Figure 00000021
Figure 00000022
T s i hell -T
Figure 00000023
dt (16) where U Ti is the control action on the valve regulating the temperature in the i-th reactor (i 1,2,3,4);
U Ti o - the initial control action on the i-th control valve (when starting the control system);
T i , T i ass, respectively, measured and set temperature values in the i-th reactor;
To pt , K iti - proportional and integral settings of the i-th temperature controller.

Таким образом, предлагаемый способ осуществляет дифференцированный выбор температур по реакторам окисления в зависимости от величины и знака отклонения концентрации гидроперекиси этилбензола в оксидате, что обеспечивает повышение селективности образования гидроперекиси этилбензола. Thus, the proposed method makes a differentiated selection of temperatures in oxidation reactors depending on the magnitude and sign of the deviation of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide in the oxidate, which increases the selectivity of the formation of ethylbenzene hydroperoxide.

Численный пример. Исходные данные:
Fш зад 201,0 Т/2 Fш 200,0 Т/2
Kп1=0,02 Kи1=0 Uш o 0,6 кгс/см2
Сзад 10,5% С 10%
T2j-1 зад 151оС T3j-1 зад 150оС
Kп2 1,0 Kп3 0,5 ΔСj-1 -0,6%
Uт1 o=Uт2 o=Uт3 o=Uт4 o 0,6 кгс/см2
Кпт1пт2пт3пт4 0,1
Kит1=Kит2=Kит3=Kит4 0
Определяют по уравнению (1) управляющее воздействие на клапан 4 контура регулирования расхода шихты.
A numerical example. Initial data:
F W ass 201.0 T / 2 F W 200.0 T / 2
K p1 = 0.02 K and 1 = 0 U w o 0.6 kgf / cm 2
C back 10.5% C 10%
T 2j-1 backside 151 C. T 3j-1 backside 150 C.
K n2 n3 0.5 1.0 K ΔS j-1 -0.6%
U t1 o = U t2 o = U t3 o = U t4 o 0.6 kgf / cm 2
K pt1 = K pt2 = K pt3 = K pt4 0.1
K it1 = K it2 = K it3 = K it4 0
The control action on the valve 4 of the charge flow control loop is determined according to equation (1).

Uш 0,6 + 0,02 (201-200) 0,62 кгс/см2
Определяют верхний допустимый предел температур реакции:
Тв -0,313˙10-5 ˙2003 + 0,199 ˙10-2 ˙2002 0,348 ˙200 + 168 153,1оС.
U W 0.6 + 0.02 (201-200) 0.62 kgf / cm 2
The upper permissible reaction temperature limit is determined:
T in -0.313˙10 -5 ˙200 3 + 0.199 ˙10 -2 ˙200 2 0.348 ˙200 + 168 153.1 о С.

Определяют по уравнению (3) перепад между верхним и нижним допустимыми пределами температур: ΔТ 0,245 ˙10-3 ˙2002 0,1347 ˙200 +
+18,954 2,8оС.
The difference between the upper and lower permissible temperature limits is determined by equation (3): ΔТ 0.245 ˙10 -3 ˙200 2 0.1347 ˙200 +
18.954 2,8 ° C

Определяют нижний допустимый предел температур реакции:
Тн 153,1 2,8 150,3оС.
The lower permissible reaction temperature limit is determined:
T n 153.1 2.8 150.3 about C.

Определяют заданные температуры во втором и третьим реакторах по уравнениям (5) и (6):
T2 зад 153,1 0,7 ˙2,8 151,15оС
T3 зад 153,1 92 ˙2,8 150,5оС.
Set temperatures are determined in the second and third reactors according to equations (5) and (6):
T 2 backside 153,1 0,7 ˙2,8 151,15 C
T 3 ass 153.1 92 ˙ 2.8 150.5 about C.

Определяют по формуле (7) отклонение концентрации гидроперекиси этилбензола от ее заданного значения:
ΔC 10,0 10,5 -0,5.
The deviation of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide from its predetermined value is determined by the formula (7):
ΔC 10.0 10.5 -0.5.

Проверяют соответствие абсолютной величины

Figure 00000024
C
Figure 00000025
отклонения концентрации ее допустимому значению ΔСдоп.Check for absolute value.
Figure 00000024
C
Figure 00000025
concentration deviations to its permissible value ΔС add .

Допустим, что ΔСдоп 0,6
Условие (8) не выполняется, т.к.

Figure 00000026
C
Figure 00000027
0,5 < 0,6
В этом случае согласно формул (9) и (10) приравнивают текущие заданные температуры во втором и третьем реакторах достигнутым на предыдущем шаге значениям этих температур:
T2j зад=151,0oCT3j зад=150oC.Assume that ΔС extra 0.6
Condition (8) is not satisfied, because
Figure 00000026
C
Figure 00000027
0.5 <0.6
In this case, according to formulas (9) and (10), the current set temperatures in the second and third reactors are equated to the values of these temperatures achieved in the previous step:
T 2j ass = 151.0 o CT 3j ass = 150 o C.

Если допустим, что ΔСдоп 0,4, то условие (8) выполняется

Figure 00000028
c
Figure 00000029
> ΔСдоп.If we assume that ΔС extra 0.4, then condition (8) is satisfied
Figure 00000028
c
Figure 00000029
> ΔС add .

В этом случае анализируют знак отклонения ΔС. In this case, the sign of the deviation ΔС is analyzed.

ΔС -0,5 знак отрицательный, т.е. С< <Cзад.ΔС -0.5 negative sign, i.e. C <<C ass .

В этом случае корректируют заданную температуру во втором реакторе по формуле (12)
T2j зад 151,0 + 1,0˙ [-0,5-(-0,6)] 151,1оС; а заданную температуру в третьем реакторе приравнивают значению ее на предыдущем шаге согласно формулы (13):
T3j зад= 150оС.
In this case, the set temperature in the second reactor is corrected by the formula (12)
T 2j ass 151.0 + 1.0˙ [-0.5 - (- 0.6)] 151.1 about C; and the set temperature in the third reactor is equal to its value in the previous step according to formula (13):
T 3j ass = 150 o C.

Если допустим, что отклонение концентрации получилось с положительным знаком, например, при Cзад 10,5% С 11,0% ΔСдоп 0,4%
тогда ΔС 11,0-10,5 0,5
ΔС> ΔCдоп
В этом случае по формуле (14) корректируют заданную температуру в третьем реакторе:
T3j зад 150,0 + 0,5 ˙[0,5-(-0,6)] 150,55оС, а заданную температуру во втором реакторе приравнивают предыдущему значению (по формуле 15):
T2j зад 151оС.
If we assume that the concentration deviation turned out to be a positive sign, for example, at C ass 10.5% C 11.0% ΔC additional 0.4%
then ΔС 11.0-10.5 0.5
ΔС> ΔC add
In this case, according to the formula (14), the set temperature in the third reactor is corrected:
T 3j ass 150.0 + 0.5 ˙ [0.5 - (- 0.6)] 150.55 о С, and the set temperature in the second reactor is equal to the previous value (according to formula 15):
T 2j ass 151 about C.

Формируют по формуле (16) управляющие воздействия на клапаны контуров регулирования температур в реакторах, например, третьем, реакторе:
Итз 0,6 + 0,1 (150,55 150,0) 0,655 кгс/см2.
Form according to the formula (16) the control actions on the valves of the temperature control loops in the reactors, for example, the third reactor:
And TK 0.6 + 0.1 (150.55 150.0) 0.655 kgf / cm 2 .

Аналогично формируются управляющие воздействия на клапаны регулирующие температуры в первом, втором и четвертом реакторах. Similarly, control actions are formed on the valves that control the temperatures in the first, second and fourth reactors.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет при выдерживании одной и той же концентрации гидроперекиси этилбензола (10,7%) на выходе из последнего реактора повысить селективность образования ГПЭБ на 0,1% с 80,7 до 80,8%
Селективность рассчитывалась по формуле:
S

Figure 00000030
где: Сгп, Споб соответственно концентрации ГПЭБ и побочных продуктов в оксидате.Compared with the prototype, the proposed method allows, while maintaining the same concentration of ethylbenzene hydroperoxide (10.7%) at the outlet of the last reactor, to increase the selectivity of HPEB formation by 0.1% from 80.7 to 80.8%
Selectivity was calculated by the formula:
S
Figure 00000030
where: C gp , C bp, respectively, the concentration of HPEB and by-products in the oxidate.

При селективности 80,7% на 1 т НПЭБ получается следующее количество побочных продуктов
C

Figure 00000031
=
Figure 00000032
0,2392 т/т, а при селективности 80,8%
C
Figure 00000033
=
Figure 00000034
0,2376 т/ч
Cледовательно, снижение расходной нормы этилбензола на получение 1 т ГПЭБ составляет:
Gэб 0,2392-0,2376 0,0016 т/т.With a selectivity of 80.7% per ton of NPEB, the following amount of by-products is obtained
C
Figure 00000031
=
Figure 00000032
0.2392 t / t, and with a selectivity of 80.8%
C
Figure 00000033
=
Figure 00000034
0.2376 t / h
Consequently, the decrease in the consumption rate of ethylbenzene to obtain 1 t of HPE is:
G eb 0.2392-0.2376 0.0016 t / t.

Гидроперекись является сырьем для производства окиси пропилена. Hydroperoxide is a raw material for the production of propylene oxide.

Для годового выпуска окиси-пропилена в 50000 т/год необходимо получение следующего количества гидроперекиси этилбензола:
Aгп

Figure 00000035
660000 т/г, где: 0,075 расходная норма ГПЭБ на 1 т окиси пропилена.For an annual production of propylene oxide of 50,000 t / year, it is necessary to obtain the following amount of ethylbenzene hydroperoxide:
A gp
Figure 00000035
660000 t / g, where: 0.075 GPEB consumption rate per 1 ton of propylene oxide.

Claims (1)

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОПЕРОКСИДА ЭТИЛБЕНЗОЛА ЖИДКОФАЗНЫМ ОКИСЛЕНИЕМ ЭТИЛБЕНЗОЛА КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА, проводимым в каскаде из четырех реакторов, путем регулирования температур в реакторах окисления и стабилизации концентрации гидропероксида этилбензола в оксидате на выходе из последнего реактора, отличающийся тем, что стабилизируют расход шихты на входе в первый реактор, определяют верхний и нижний допустимые пределы температур для всех реакторов каскада в зависимости от расхода шихты, стабилизируют температуры в первом и четвертом реакторах соответственно на верхнем и нижнем их допустимых пределах, определяют температуры во втором и третьем реакторах в зависимости от верхнего допустимого предела температур в реакторах каскада и частных производных селективности процесса образования гидропероксида этилбензола по ее концентрации в оксидате соответственно во втором и третьем реакторах, корректируют температуры во втором и третьем реакторах в зависимости от величины и знака отклонения концентрации гидропероксида этилбензола в оксидате на выходе из четвертого реактора от его заданного значения, при этом, если абсолютная величина указанного отклонения меньше его допустимого значения, то температуры во втором и третьем реакторах оставляют без изменения, а если больше то при положительном знаке отклонения снижают температуру в третьем реакторе и оставляют без изменения температуру во втором реакторе, а при отрицательном знаке отклонения повышают температуру во втором реакторе и оставляют без изменения температуру в третьем реакторе, причем регулирование температуры во втором и третьем реакторах осуществляют в зависимости от величины отклонения концентрации гидропероксида этилбензола в оксидате на выходе из четвертого реактора. METHOD FOR CONTROLLING THE PROCESS OF OBTAINING ETHYLBENZENE HYDROPEROXIDE HYDROXIDE OXIDATION BY OXYGEN OXYGEN, carried out in a cascade of four reactors, by controlling the temperature in the oxidation reactors and stabilizing the concentration of the first ethylbenzene reactant at the inlet of the ethylbenzene reactant, , determine the upper and lower permissible temperature limits for all cascade reactors depending on the charge flow rate, stabilize the temperature in the first and fourth reactors, respectively, on their upper and lower permissible limits, the temperatures in the second and third reactors are determined depending on the upper permissible temperature limit in the cascade reactors and partial derivatives of the selectivity of the formation of ethylbenzene hydroperoxide by its concentration in the oxidate in the second and third reactors, respectively , adjust the temperatures in the second and third reactors depending on the magnitude and sign of the deviation of the concentration of ethylbenzene hydroperoxide in the oxidate in the course from the fourth reactor from its predetermined value, in this case, if the absolute value of the indicated deviation is less than its permissible value, then the temperatures in the second and third reactors are left unchanged, and if more, then with a positive sign, the deviations reduce the temperature in the third reactor and remain unchanged temperature in the second reactor, and with a negative sign, the deviations increase the temperature in the second reactor and leave the temperature in the third reactor unchanged, moreover, the temperature regulation in the second ohm and third reactors is carried out depending on the deviation in the concentration of ethylbenzene hydroperoxide oxidate at the outlet of the fourth reactor.
SU4900631 1990-12-07 1990-12-07 Method of controlling process for preparing ethyl benzene hydroperoxide by liquid-phase oxidation of ethyl benzene with atmospheric air RU2046125C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4900631 RU2046125C1 (en) 1990-12-07 1990-12-07 Method of controlling process for preparing ethyl benzene hydroperoxide by liquid-phase oxidation of ethyl benzene with atmospheric air

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4900631 RU2046125C1 (en) 1990-12-07 1990-12-07 Method of controlling process for preparing ethyl benzene hydroperoxide by liquid-phase oxidation of ethyl benzene with atmospheric air

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2046125C1 true RU2046125C1 (en) 1995-10-20

Family

ID=21554523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4900631 RU2046125C1 (en) 1990-12-07 1990-12-07 Method of controlling process for preparing ethyl benzene hydroperoxide by liquid-phase oxidation of ethyl benzene with atmospheric air

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2046125C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1220292, кл. C 07C 409/00, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5374774A (en) Control system for an acetic acid manufacturing process
MY125742A (en) Process control in production of acetic acid via use of heavy phase density measurement
US4488239A (en) Temperature control system for olefin oxidation reactor
WO2015200022A1 (en) Control of ammonia and/or air feed into an ammoxidation reactor
KR101586512B1 (en) Improved process to co-manufacture acrylonitrile and hydrogen cyanide
JPS6033537B2 (en) Olefin oxidation reactor temperature control device
WO1995009388A1 (en) A control system for acetic acid manufacturing process
RU2046125C1 (en) Method of controlling process for preparing ethyl benzene hydroperoxide by liquid-phase oxidation of ethyl benzene with atmospheric air
Lee et al. Control of reactive distillation process for production of ethyl acetate
JP2002524432A (en) Highly selective method of phenol and acetone production
JPH02311448A (en) Method for synthesizing azine and application of said method in hydrazine preparation
US20190282991A1 (en) Off-gas incinerator control
SU597387A1 (en) Method of controlling vacuum rectifying column
SU1775390A1 (en) Method for controlling hydroformylation of propylene
SU1370115A1 (en) Method of automatic control for temperature conditions of reactor for synthesis of methanol
SU1555323A1 (en) Method of controlling process of propylene hydroformylation in unit
SU703128A1 (en) Method of control of catalytic process
SU804627A1 (en) Method of automatic control of formaldehyde production process
SU1212452A1 (en) Method of automatic control of sublimation of salicyclic acid
Rae et al. Oxidation of cyclohexanone to adipic acid with a cobalt acetate/oxygen/acetic acid system
KR20170065448A (en) Use of an advanced multivariable controller to control alphabutol units
US5710326A (en) Catalyst regeneration process
SU666524A1 (en) Method of automatic control of sulphite pulp digesting process
SU990794A2 (en) Method for automatically controlling pyrolysis in tubular furnace
SU947157A1 (en) Method for controlling process for hydrogenating 2-ethylhexanol