SU1284593A1

SU1284593A1 - Способ управлени газофазными каталитическими процессами

Info

Publication number: SU1284593A1
Application number: SU853965765A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Соломонович Лернер; Рудольф Филиппович Ромм; Вера Владимировна Аронович; Юрий Михайлович Чудновский; Илья Калинович Калинкин; Владимир Александрович Кернерман; Евгений Владимирович Гвозд; Вячеслав Николаевич Розанов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2287
Priority date: 1985-08-22
Filing date: 1985-08-22
Publication date: 1987-01-23

Abstract

Изобретение относитс к способу управлени газофазными каталитическими процессами, может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности и позвол ет сократить расход Исходного потока. Способ реализуетс САР, включающей контуры регулировани температуры реакционного потока на входе в первую и вторую ступени реактора изменением по- подачи на вход исходного компонента (датчики (Д) 19, 21, регул торы 5, 6 (Р), регулирующие органы 9, 10 (РО) на линии подачи кислоты в смесители 3, 4), контуры регулировани температуры реакционного потока на выходе каждой ступени изменением подачи кислорода на вход соответствующей ступени (Р 7, 8, РО 11, 12). САР включает также контуры измерени перепада давлени на входе и выходе каждой ступени , температуры и давлени на входе и выходе ступени, и по произведению указанных параметров корректируют температуры реакционного потока на выходе соответствующей ступени (Д 27, 29 перепада давле- а ни , Д 23, 25 давлени , Д 19, 21 температуры на входе каждой ступени, Д 28, 30, Д 24, 26, Д 20, 22 - на выходе каждой ступени, корректирующий Р 33, 34). 1 ил. 1н (Л

Description

Ю

00 4 01

х

СлЭ

Изобретение относитс к управлению процессами химической технологии и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отрасл х промышленности при автоматизации газофазных каталитических процессов в услови х изменени ак- тивности катализатора и селективности процесса , например процесса оксихлорировани углеводородов.

Цель изобретени - сокращение расхода исходных потоков.10

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Технологическа схема и система управлени содержат первую 1 и вторую 2 ступени реактора оксихлорировани , смесители 3 и 4 первой и второй ступени реактора, регул торы 5 и 6 температуры реакционного потока на входе в первую и вторую ступень реактора с датчиками температуры, регул торы 7 и 8 температуры реакционного потока на выходе первой и второй ступеней реак- 20 тора с датчиками температуры, регулирующие органы 9 и 10 подачи кислоты в смесители 3 и 4, регулирующие органы 11 и 12 подачи кислорода в смесители 3 и 4, устройства 13 и 14 измерени , усреднени расхода кислорода и выдачи дискретного сигнала на регул торы 5 и 6, сужающие устройства 15 и 16 на входе и выходе первой ступени, сужающие устройства 17 и 18 на входе и выходе второй ступени, измерители 19 и 20 температуры на входе и зо выходе первой ступени, измерители 21 и 22 температуры на входе и выходе второй ступени, измерители 23 и 24 давлени на входе и выходе первой ступени, измерители 25 и 26 давлени на входе и выходе второй ступени, измерители 27 и 28 пере- 35 пада давлени на входе и выходе первой ступени, измерители 29 и 30 перепада давлени на входе и выходе второй ступени, вычислительные устройства 31 и 32 и экстремальные регул торы 33 и 34.

Способ осуществл ют следующим образом .

Исследование процесса показало, что возможно поддержание заданных качественных показателей процесса без использо25

Твьи1,Рвы;1ИАр,температура, давление и перепад давлени на сужающем устройстве реакционного потока на выходе реактора;

Со2 - мольна концентраци кислорода в реакционном потоке на входе реактора; X - степень превращени кислорода в ступени реактора; S - селективность использовани кислорода.

Как видно из выражени (I) минимизаци его левой части приводит к увеличению степени превращени кислорода при одновременном повыщении его использовани по основной реакции.

С помощью регул торов 5 и 6, воздействующих на расход сол ной кислоты в смесители 3 и 4 соответствующей ступени реактора (I или 2), стабилизируетс температура реакционного потока на входе в каждую ступень. С помощью регул торов 7 и 8, воздействующих на расход кислорода в смесители соответствующей ступени, стабилизируетс температура реакционного потока на выходе каждой ступени реактора. С падением активности материала дл поддержани заданной температуры на выходе из ступени реактора требуетс увеличение расхода кислорода, что приводит к ухудщению показателей процесса. Поэтому при увеличении среднего расхода кислорода в смеситель какой-либо ступени до максимально допустимой величины с помощью устройства 13 дл первой ступени или устройства 14 дл второй ступени увеличивают равные величины задани регул торам входной температуры потока соответствующей ступени. Это приводит к работе ступени реактора при более высокой средней температуре процесса с сохранением заданного перепада температур на ступени.

Работа реактора в таком режиме приводит к восстановлению заданной степени превращени кислорода и к возрастанию селективности процесса.

Вычислительные устройства 31 и 32 дл соответствующей ступени реактора по инвани анализаторов состава, а путем уп- 45 формации измерителей 19, 20, 23, 24, 27

равлени каждой ступенью реактора по комплексному параметру, определение которого основано на замере только параметров теплотехнического контрол .

Этот комплексный параметр формируетс следующим образом

50

ТБЫ. Т

где р

ТвЖ,РюИ АРвх

и 28 дл первой ступени и измерителей 21, 22, 25, 26, 29 и 30 дл второй ступени определ ют величину левой части выражени (1) и выдают сигнал на вход экстремальных регул торов 33 или 34 соответственно.

Экстремальные регул торы 33 или 34, воздейству на регул тор 7 или 8 соответственно , корректируют выходную температуру ступени реактора таким образом, чтобы величина левой части выражени (I) была

репад да влени на сужаю- 55 минимальной. Это приводит к поддержанию щем устройстве реакцион- максимально возможной в данных услови х ного потока на входе реак- селективности процесса при сохранении тора;степени превращени не ниже заданной.

(I-Ca-X-S ) (1)

-ПОСТОЯННЫЙ коэффициент;

-температура, давление и пе1284593

0 о 5 0

5

Вычислительные устройства 31 и 32 дл соответствующей ступени реактора по инПример 1. В шестиступенчатый реактор подают реакционную смесь, полученную пр мым хлорированием метана, в количестве 10907 кг/ч следующего состава, кг/ч; метан 2218,4; хлористый метил 2075,0; метилен- хлорид 1302,6; хлороформ 753,5; четырех хлористый углерод 189,4; хлористый водород 1636,8; углекислый газ 1505,3; азот 1226,0. Расход сол ной кислоты, подаваемой на охлаждение реакционного газа в смесикислорода . Подача кислорода на вторую ступень 55 . Сн тие тепла реакции осуществл етс впрыском жидкого дихлорэтана .

Процесс протекает в газовой фазе по уравнени м QH/, + 2НС1 + 1/,Ог + Н;,0

СдН + + 2Н2О..

Перва реакци - основна с получением дихлорэтана, втора - побочна (полного

тель каждой ступени, составл ет соответст- Ю окислени этилена).

венно 564; 601; 640; 682; 726; 770 . Рас-При регулировании процесса согласно

известному способу температура потока на входе в ступень поддерживаетс 200°С, на

ход кислорода на каждую ступень при «свежем катализаторе составл ет 170; 174; 180; 188; 198; 210 кг/ч. Процесс протекает на катализаторе, загрузка которого на ступени составл ет 6,8; 7,3; 7,7; 8,1; 8,4; 8,9 т соответственно.

При регулировании процесса согласно известному способу температура потока на входе в ступень поддерживаетс 300°С, температура потока на выходе из ступени - 400°С.

Когда расход кислорода по причине старени катализатора на ступени 1-6 возрастает на 50°/о от первоначального и составл ет соответственно 255; 261; 270; 282; 297; 315 кг/ч: происходит остановка процесса. Средн селективность использовани кислорода составл ет 75%, метана - 92%, проскок хлористого водорода в продукты реакции 4,5%.

При регулировании процесса согласно предлагаемому способу вс кий раз, когда расход кислорода на ступень возрастает на 50% от номинального значени , задани регул торам входной и выходной температуры ступени одновременно увеличиваютс на 10°С и составл ют соответственно 310 и 410; 320 и 420; т 330 и 430; 340 и 440°С. При этом вс кий раз выходна температура потока корректируетс таким образом, чтобы величина комплексного параметра

Ркыу Р

о Y соответствующей ступени была

минимальной.

При достижении температурой потока на выходе из ступени реактора 450°С происходит остановка процесса. При этом средн

15

20

выходе - 240°С, селективность процесса по этилену 97%, конверси хлористого водорода 980/0.

При регулировании процесса согласно предлагаемому способу селективность процесса по этилену возрастает на 0,5%, конверси хлористого водорода - на 1%.

Claims

Формула изобретени

Способ управлени газофазными каталитическими процессами, осуществл емыми в

25 многоступенчатых адиабатических реакторах путем регулировани температуры реакционного потока на входе в каждую ступень изменением подачи на вход исходного компонента и температуры реакционного потока на выходе каждой ступени изменением пода30 чи на вход соответствующей ступени исходного реагента, отличающийс тем, что, с целью сокращени расхода исходных потоков, дополнительно измер ют давление реакционного потока на входе и выходе каждой ступени , перепад давлени на сужающем устройстве реакционного потока на входе и выходе каждой ступени, рассчитывают дл каждой ступени произведение отношений параметров: перепада давлени на выходе и входе ступени, давлени на выходе и входе ступени

д0 и температуры на входе и выходе ступени, минимизируют это рассчитанное произведение отношений параметров на каждой ступени путем коррекции температуры реакционного потока на выходе соответствующей ступени, определ ют среднюю величину рас35

селективность использовани кислорода 80%, 45 хода исходного реагента в каждой ступени, метана 94%, проскок хлористого водорода в продукты реакции 4%.

Пример
2. В двухступенчатый реактор на вход первой ступени подают реакционную смесь, состо щую из 105 этилена, „ температуру реакционного потока на входе в 200 хлористого водорода и 50 нм /чкаждую ступень.

сравнивают ее с заданной максимальной величиной и при достижении средней величиной расхода исходного реагента своей заданной максимальной величины увеличивают

кислорода. Подача кислорода на вторую ступень 55 . Сн тие тепла реакции осуществл етс впрыском жидкого дихлорэтана .

Процесс протекает в газовой фазе по уравнени м QH/, + 2НС1 + 1/,Ог + Н;,0

СдН + + 2Н2О..

Перва реакци - основна с получением дихлорэтана, втора - побочна (полного

известному способу температура потока на входе в ступень поддерживаетс 200°С, на

выходе - 240°С, селективность процесса по этилену 97%, конверси хлористого водорода 980/0.

При регулировании процесса согласно предлагаемому способу селективность процесса по этилену возрастает на 0,5%, конверси хлористого водорода - на 1%.

Формула изобретени

Способ управлени газофазными каталитическими процессами, осуществл емыми в

многоступенчатых адиабатических реакторах путем регулировани температуры реакционного потока на входе в каждую ступень изменением подачи на вход исходного компонента и температуры реакционного потока на выходе каждой ступени изменением подачи на вход соответствующей ступени исходного реагента, отличающийс тем, что, с целью сокращени расхода исходных потоков, дополнительно измер ют давление реакционного потока на входе и выходе каждой ступени , перепад давлени на сужающем устройстве реакционного потока на входе и выходе каждой ступени, рассчитывают дл каждой ступени произведение отношений параметров: перепада давлени на выходе и входе ступени, давлени на выходе и входе ступени

и температуры на входе и выходе ступени, минимизируют это рассчитанное произведение отношений параметров на каждой ступени путем коррекции температуры реакционного потока на выходе соответствующей ступени, определ ют среднюю величину рас

хода исходного реагента в каждой ступени,

температуру реакционного потока на входе в каждую ступень.

сравнивают ее с заданной максимальной величиной и при достижении средней величиной расхода исходного реагента своей заданной максимальной величины увеличивают