SU1430391A1 - Method of controlling the process of oxidative dehydrogenation of hydrocarbons - Google Patents

Method of controlling the process of oxidative dehydrogenation of hydrocarbons Download PDF

Info

Publication number
SU1430391A1
SU1430391A1 SU864152636A SU4152636A SU1430391A1 SU 1430391 A1 SU1430391 A1 SU 1430391A1 SU 864152636 A SU864152636 A SU 864152636A SU 4152636 A SU4152636 A SU 4152636A SU 1430391 A1 SU1430391 A1 SU 1430391A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
oxygen
reactor
catalyst bed
catalyst
height
Prior art date
Application number
SU864152636A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Данилович Голев
Геннадий Сергеевич Гаврилов
Владимир Алексеевич Миронов
Юрий Иванович Рязанов
Владимир Рафаилович Тучинский
Николай Иванович Ухов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8296
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 Предприятие П/Я В-8296 filed Critical Предприятие П/Я В-8296
Priority to SU864152636A priority Critical patent/SU1430391A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1430391A1 publication Critical patent/SU1430391A1/en

Links

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к автоматизации реакционных каталитических процессов химико-технологических производств , в частности производства дивинила , монет бб1ть использовано в химической и нефтехимической промышленности и позвол ет повысить выход J . целевого продукта. Схема управлени  содержит реактор 1, печь 2, датчики (Д) 3,4,5 расхода сырь , воздуха и кислорода, анализатор содержани  кислорода в кислородовоздушной смеси, Д-7- 10 температуры над слоем катализатора , верха сло  катализатора, по высоте сло  катализатора, низа сло  катализатора, регул торы (Р) 11-14 расхода воздуха, кислорода, сырь  и пара, Р 15 температуры над слоем катализатора , а блоки (Б) 17,18 коррекции подачи кислорода и температуры над сло ем катализатора, К 19 определени  максимального перепада температур . Способ позвол ет регулировать соотношение расхода сырь  и количества подаваемого кислорода, а подачу топливного газа - в зависимости от температуры над слоем катализатора и от высоты зоны катализатора с максимальным перепадом температур. 2 ил. ш (Л 4 Ьо О со оThe invention relates to the automation of reactive catalytic processes of chemical technological productions, in particular the production of divinyl, coins used in the chemical and petrochemical industries and allows for an increase in output J. target product. The control circuit contains reactor 1, furnace 2, sensors (D) 3,4,5 of raw materials consumption, air and oxygen, oxygen content analyzer in oxygen-air mixture, D-7-10 temperature above the catalyst bed, top of the catalyst bed, height of the catalyst bed , the bottom layer of the catalyst, the regulators (P) 11-14 of the air flow rate, oxygen, raw materials and steam, the P 15 temperature above the catalyst bed, and the blocks (B) 17.18 correct the oxygen supply and temperature above the catalyst bed, K 19 maximum temperature difference. The method allows to control the ratio of raw material consumption and the amount of oxygen supplied, and the supply of fuel gas, depending on the temperature above the catalyst bed and the height of the catalyst zone with the maximum temperature difference. 2 Il. w (L 4 bo o co with

Description

Изобретение относитс  к автоматизации реакционньгх катализаторов каталитических процессов химико-технологических производств, в частности производства дивинила, и может быть использовано в химической, нефтехимической и других смежных отрасл х промышленности .This invention relates to the automation of reactive catalysts for catalytic processes in chemical technological processes, in particular the production of divinyl, and can be used in the chemical, petrochemical, and other related industries.

Цель изобретени  - повьшение выхо- Q да целевого продукта.The purpose of the invention is to increase the output and the target product.

На фиг.1 изображена принципиальна  схема системы управлени  процессом , реализующа  предлагаемый способ; на фиг.2 - иллюстраци  изменени  тем- 15 пературного профил  сло  катализатора в рабочем цикле дегидрировани .Fig. 1 is a schematic diagram of a process control system implementing the proposed method; Fig. 2 illustrates the variation in the temperature profile of the catalyst bed in the dehydrogenation cycle.

Процесс окислительного дегидрировани  осуществл ют в реакторе 1 (фиг.1) с неподвижным слоем катализа- 20 тора. Сырье подают в реактор одновременно с вод ньгм паром после перегрева в печи 2. Кроме того, в реактор подают кислородсодержащий газ (смесь воздуха и технически чистого кисло- 25 рода).The process of oxidative dehydrogenation is carried out in the reactor 1 (Fig. 1) with a fixed catalyst bed. Raw materials are fed to the reactor simultaneously with water and steam after overheating in furnace 2. In addition, oxygen-containing gas (a mixture of air and technically pure oxygen) is fed into the reactor.

Система управлени  процессом включает датчики 3-5 расхода сырь , воздуха и кислорода соответственно, анализатор б содержани  кислорода в зо кислородовоздушной смеси, датчик 7 температуры над слоем катализатора датчик 8 температуры верха сло  катализатора , датчики 9 температуры по высоте сло  катализатора, датчик 10 температуры низа сло  катализатора регул торы 11-14 расхода воздуха, кислорода , сырь  и пара соответственно в реактор, регул тор 15 температуры над слоем катализатора. На схеме показаны также реализованные в УВМ 16 функциональные блоки: блок 17 коррекции подачи кислорода в реактор, блок 18 коррекции температуры над слоем катализатора, блок 19 определени  максимального значени  перепада температур и блоки 20 определени  перепада температур.The process control system includes sensors 3-5 for raw material consumption, air and oxygen, respectively, analyzer for oxygen content in the oxygen-air mixture, sensor 7 for temperature above the catalyst layer sensor 8 for the temperature of the upper catalyst layer, sensors 9 for the height of the catalyst bed, sensor 10 for the bottom temperature catalyst layer regulators 11-14 of air, oxygen, raw materials and steam consumption, respectively, into the reactor, temperature controller 15 above the catalyst bed. The diagram also shows the functional blocks implemented in UVM 16: block 17 for adjusting oxygen supply to the reactor, block 18 for correcting temperature above the catalyst bed, block 19 for determining the maximum value of the temperature difference, and blocks 20 for determining the temperature difference.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

С помощью регул торов 11-14 осу- 50 ществл ют регулирование расходов воздуха , кислорода, сырь  и пара соответственно в реактор 1. С помощью регул тора 15 по замеру от датчика 7 регулируют температуру Т над 55 слоем катализатора в реакторе 1 воздействием на подачу топливного газа в перегревательную печь 2.Regulators 11-14 are used to regulate the flow rates of air, oxygen, raw materials and steam, respectively, to reactor 1. Using controller 15, the measurement from sensor 7 regulates the temperature T over 55 catalyst bed in reactor 1 by affecting the fuel supply gas in a superheater 2.

3535

4040

л- 45l- 45

QQ

15 15

20 2520 25

зо 0 5 zo 0 5

5five

00

5five

С помощью блока 17, реализованного в УВМ 16, корректиргтот задание регул тору 12, например, по rai-зако- нуWith the help of block 17, implemented in UVM 16, the corrective task of the controller 12, for example, according to the rai-law

ли + . (1)li +. (one)

При этом в качестве ошибки регулировани  используют следующую величинуIn this case, as the control error, use the following value

е - Cjr/ (2)e - Cjr / (2)

с где G - расход сырь , измер емьШ сwhere G is the consumption of raw materials, measured by

с помощью датчика 3; ( - расход кислорода, замер емый с помощью датчика 5; С - расход воздуха, замер емыйusing sensor 3; (- oxygen consumption measured by sensor 5; С - air consumption measured

с помощью датчика 4; С - концентраци  кислорода, замер ема  с помощью датчика 6.using sensor 4; C is the concentration of oxygen measured by sensor 6.

Таким образом поддерживают подачу кислорода-окислител  в реактор в заданном соотношении об с расходом сырь , С помощью блоков 20 определ ют перепады температур по зонам сло  катализатора следующим образом.In this way, the oxygen-oxidizing agent is fed into the reactor in a predetermined ratio with the raw material consumption. With blocks 20, temperature differences are determined by zones of the catalyst bed as follows.

Слой катализатора разбивают условно на зоны (в рассматриваемом примере выделено 4 зоны - А,В,С и D), на границах зон i cтaнaвливaют датчики 9, а в верхней и нижней част х сло  - датчики 8 и 10 соответственно. Перепады температур определ ют между соседними датчиками.The catalyst layer is divided into zones (in this example, 4 zones are allocated - A, B, C and D), sensors 9 are installed at the boundaries of zones i, and sensors 8 and 10 are placed in the upper and lower parts of the layer, respectively. Temperature differences are determined between adjacent sensors.

Количество зон в слое выбирают в зависимости от его высоты, диаметра реактора, свойств конкретной партии катализатора и других технологических факторов, определ ющих характер изменени  температурных профилей по слою катализатора в рабочем цикле дегидрировани  (см.фиг.2). При этом используют ту особенность процесса, что основна  дол  конверсии сырь  при окислительном дегидрировании осуществл етс  на небольщом участке сло  катализатора, причем в рабочем цикле дегидрировани  этот участок смещаетс  по слою сверху вниз (крива  1 соответствует началу рабочего цикла, крива  2 - его середине, крива  3 - второй половине цикла).The number of zones in the bed is selected depending on its height, diameter of the reactor, properties of a particular catalyst batch and other technological factors determining the nature of the change in temperature profiles across the catalyst bed in the dehydrogenation cycle (see fig.2). At that, they use the peculiarity of the process that the main share of raw material conversion during oxidative dehydrogenation is carried out on a small portion of the catalyst bed, and this portion is shifted from top to bottom in the dehydrogenation working cycle (curve 1 corresponds to the beginning of the working cycle, curve 2 - its middle, curve 3 - the second half of the cycle).

С помощью блока 19 определ ют зону с максимальным перепадом температур т.е. зону, в которой расположен участок с наибольшей конверсией.Using block 19, a zone with a maximum temperature difference i.e. the zone in which the site with the highest conversion.

31A3039I431A3039I4

С помощью блока 18 корректируют в результате С, 2373 .4t) 2613,Using block 18 corrects as a result of C, 2373 .4t) 2613,

задание регул тору 15, например по линейному законуsetting a controller 15, for example, according to a linear law

концентраци  C. равна 0,492, а ошибк регулировани C. Concentration is equal to 0.492, and the regulation error

Т ,T,

(3)(3)

где п - номер (начина  от верха сло ) зоны с максимальным перепадом температур;JQwhere n is the number (starting from the top of the layer) of the zone with the maximum temperature difference; JQ

- коэффициент. - coefficient.

В начале рабочего цикла (крива  Г на фиг,2) участок с наибольшей конверсией располагаетс  в верхней части сло  (зоне А), и поэтому пере- 5 пад температур в этой зоне максималенAt the beginning of the working cycle (curve G in FIG. 2), the section with the highest conversion is located in the upper part of the layer (zone A), and therefore the differential temperature in this zone is maximum

ДТ, макс ,, (4)DT, max ,, (4)

2020

В течение рабочего цикла участок с наибольшей конверсией смещаетс  в последующие зоны. Дл  кривой 2During the work cycle, the area with the highest conversion is shifted to subsequent zones. For curve 2

йТ, ,т7 макс fir;, ,т1, 25 (5)IT, t7 max fir ;, t1,25 (5)

а дл  кривой 3but for curve 3

М; макс ДТ;,-&Т ,M; max DT; - & T,

uTj, лтП(6)uTj, ltp (6)

Пример. Рассмотрим следующий технологический режим: G 5600. м /435 G 4700. Г, 2373 м /ч с содержанием 0 100%, с 0,475 (в дол х единицы); ot 0,6.Example. Consider the following technological regime: G 5600. m / 435 G 4700. G, 2373 m / h with a content of 0 100%, with 0.475 (in units of units x); ot 0.6.

I I

Расчетна  ошибка регулировани  по Q выражению (2) равнаThe calculated adjustment error by Q expression (2) is equal to

5 0,6-3600 - О,475-(4700 + -I- 2373) О5 0.6-3600 - O, 475- (4700 + -I- 2373) О

Примем, что расход сырь  скачкообразно увеличилс  и стал равным 6000 м /ч. Ошибка регулировани  по выражению (2) принимает значениеLet us assume that the consumption of raw materials increased stepwise and became equal to 6000 m / h. The regulation error in expression (2) takes the value

е 0, - 0,475-(4700 + 2373) 240e 0, - 0.475- (4700 + 2373) 240

Блок 17 в случае П-закона регули- 55 ровани  увеличивает расход технического кислорода на величину (примемBlock 17, in the case of the P-law of regulation, increases the consumption of technical oxygen by an amount (we take

КTO

ПP

ьи к 240you to 240

в результате С, 2373 .4t) 2613,as a result of C, 2373 .4t) 2613,

QQ

5 five

00

5 five

00

5 five

Q Q

5five

00

5 five

концентраци  C. равна 0,492, а ошибка регулировани the concentration of C. is equal to 0.492, and the regulation error

0,6«6000 - 0,492 (4700 + 2613)i О  0.6 "6000 - 0.492 (4700 + 2613) i О

Изменение температурного режима дегидрировани  осуществл ют например, следующим образом.The temperature change of the dehydrogenation is carried out, for example, as follows.

Начальное значение температуры Тд 350°С, коэффициент 5.The initial value of the temperature TD 350 ° C, a factor of 5.

В рассмотренном примере выделено 4 зоны - A,B,C,D с номерами от О до 3 (зона А - п О, зона В - п 1 и т.д.).In the considered example, 4 zones are allocated - A, B, C, D with numbers from O to 3 (zone A - n O, zone B - n 1, etc.).

в начале рабочего цикла температура над слоем катализатораat the beginning of the operating cycle, the temperature above the catalyst bed

Т Тд -f Ьп 350 -ь 5-0 3504.T Td - f bp 350 5-0 3504.

При переходе максимального перепада температур в зону ВAt transition of the maximum temperature difference to the zone B

Т +|3п 350 + 5-1 355 С  T + | 3p 350 + 5-1 355 С

Использование предлагаемого способа управлени  позвол ет повысить выход целевого продукта и тем самым снизить расходный коэффициент по основному сырью (н-бутилену) на 0,3 отн.%.Using the proposed control method allows to increase the yield of the target product and thereby reduce the expenditure ratio of the main raw material (n-butylene) by 0.3 rel.%.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ управлени  процессом окислительного дегидрировани  углеводородов , вклнрчающий регулирование подачи сырь  и пара в перегревательную печь, кислорода и воздуха в реактор, температуры над слоем катализатора реактора изменением подачи топливного газа в п-ерегревателы ю печь и измерени  профил  температур в реакторе по высоте сло  катализатора, отличающийс  тем, что, с целью повьЕчени  выхода целевого продукта, дополнительно измер ют содержание кислорода в кислородовоздугчной смеси на входе реактора, определ ют перепады температур по зонам катализатора и высоту зоны катализатора с максимальным перепадом текператур, по расходам воздуха и кислорода в реактор и содержание кислорода в кис- лородовоздущной смеси вычисл ют ко- личество кислорода, подаваемого в реактор , регулируют соотношение расхода сырь  в печь и вычисленного количества кислорода изменением подачиA method for controlling the oxidative dehydrogenation of hydrocarbons, including controlling the supply of raw materials and steam to the superheater, oxygen and air into the reactor, temperatures above the catalyst bed of the reactor, changing the supply of fuel gas to the superheating furnace and measuring the temperature profile in the reactor along the height of the catalyst bed, By the fact that, in order to increase the yield of the target product, the oxygen content in the oxygen-air mixture at the reactor inlet is measured, ur on catalyst zones and height of the catalyst zone with a maximum temperature difference, on the flow of air and oxygen into the reactor and the oxygen content in the oxygen-air mixture, calculate the amount of oxygen fed to the reactor, regulate the ratio of raw material consumption to the furnace and the calculated amount of oxygen by changing filing кислорода в реактор, а подачу топливного газа в печь корректируют в зависимости от высоты зоны катализатора с максимальным перепадом температур.oxygen into the reactor, and the flow of fuel gas into the furnace is adjusted depending on the height of the catalyst zone with the maximum temperature difference. ТемператураTemperature 3offaA ЗомаВ3offaA ZomaV Зона С ) Фиг. 2Zone C) FIG. 2 r/tySuffa сло  f afTfa/ttisofrTO/ffa r / tySuffa layer f afTfa / ttisofrTO / ffa
SU864152636A 1986-11-26 1986-11-26 Method of controlling the process of oxidative dehydrogenation of hydrocarbons SU1430391A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864152636A SU1430391A1 (en) 1986-11-26 1986-11-26 Method of controlling the process of oxidative dehydrogenation of hydrocarbons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864152636A SU1430391A1 (en) 1986-11-26 1986-11-26 Method of controlling the process of oxidative dehydrogenation of hydrocarbons

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1430391A1 true SU1430391A1 (en) 1988-10-15

Family

ID=21269557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864152636A SU1430391A1 (en) 1986-11-26 1986-11-26 Method of controlling the process of oxidative dehydrogenation of hydrocarbons

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1430391A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1142464, кл. С 07 С 5/32, 1983. Авторское свидетельство СССР № 587137, кл. С 07 С 5/36, 1976. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3000812A (en) Method for controlling a process such as the reforming of low octane naphthas
US4852053A (en) Material and energy balance reconciliation
SU1430391A1 (en) Method of controlling the process of oxidative dehydrogenation of hydrocarbons
US4088740A (en) Ammonia production
SU429064A1 (en) METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OF POLYMERIZATION PROCESS OR ETHYLENE COPOLYMERIZATION
SU1028655A1 (en) Method for controlling cyclic process for producing isoprene
SU889650A1 (en) Device for automatic control of ethylbenzene two-step dehydrogenation process
SU952832A1 (en) Method for controlling process for dehydrating of hydrocarbons in fluidized catalyst bed
SU1527231A2 (en) Method of automatic control of reactor for dehydrogenation of initial hydrocarbons
SU307099A1 (en)
SU1373717A1 (en) Method of automatic control of single-flow two-chamber tube furnace
SU842088A2 (en) Method of automatic control of captax production process
JP3320758B2 (en) Method for optimizing control of mass transfer zone in distillation column
SU1548181A1 (en) Method of controlling the process of oxidative dehydrogenation of n-butylenes
SU1257069A1 (en) Method of control of hydrocarbon dehydrogenation process
SU463681A1 (en) The method of controlling the process of radical copolymerization of ethylene with vanioletate by the method of high pressure
SU1283246A1 (en) Method for controlling hydrogenation process
SU1495333A1 (en) Method of controlling the process of dehydrogenation of hydrocarbons in fluidized catalyst bed
SU1357408A1 (en) Method of controlling cyclic process of hydrocarbon dehydrogenation
SU1491869A1 (en) Method of controlling cyclic process of dehydration
SU1742204A1 (en) Method of automatically controlling conversion of variable-composition hydrocarbon gas with steam
SU703128A1 (en) Method of control of catalytic process
SU388759A1 (en) AUTOMATIC CONTROL METHOD
SU1627207A1 (en) Method for controlling process for preparing tert-butyl ester
SU421712A1 (en) METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OF PROCESS COMPLEX