Автоматизация блока регенерации катализатора

Автоматизация производства бутадиена из бутана. Производство бута- диена из бутана состоит из отделений дегидрирования бутана в бутилены, выделе- ния бутан-бутиленовой фракции и ее разделения, дегидрирования бутиленов в бу- тадиен, выделения и очистки бутадиена. Ниже рассматриваются схемы автомати- зации некоторых из этих отделений. Дегидрирование бутана в бутилен (рис. VII-32). Жидкий бутан со склада подают в сепаратор 1, сообщающийся с испари- телем 2, обогреваемым водяным паром. Насыщенные пары бутана перегреваются в трубчатой печи 3 и направляются в смонтированный в одном корпусе блок аппара- тов «реактор — регенератор». В реакторе 5 в присутствии

мелкогранулированпого катализатора и при высокой температуре бутан дегидри- руется в бутилены. Выход бутиленов на исходное сырье не превышает 70%. При этом образуются также метан, водород, углерод, двуокись углерода и другие по- бочные продукты. Получившаяся при дегидрировании смесь газов выводится из верхней части реактора, охлаждается в холодильниках и котлах-утилизаторах (на схеме не показаны) и направляется на выделение бутан — бутиленовой фракции.

При дегидрировании поверхность гранул катализатора постепенно покры- вается коксом и катализатор теряет свою активность. Отработанный катализатор под действием силы тяжести высыпается из реактора, подхватывается потоком воздуха системы пневмотранспорта и перемещается в расположенный выше реге- нератор 4. В нем при высоких температурах с поверхности гранул катализатора выжигается углерод и активность катализатора восстанавливается. Затем под дей- ствием собственного веса гранулы перетекают в реактор. Газы, образующиеся в ре- генераторе при сжигании топливного газа и углерода, отводятся в атмосферу.

Основная цель процесса дегидрирования бутана, заключается в обеспе чении максимально возможного выхода бутиленов в расчете на сырье. Выход бутиленов зависит от состава и расхода исходного сырья, времени контактирования, темпера- туры в зоне реакции, активности катализатора. Основными регулирующими воз- действиями являются расходы сырья и контактного газа.

Установлено, что зависимости между содержанием бутиленов в контактном газе и температурой в реакционной зоне, а также расходом перегретых паров, имеют экстремальный 273 характер. Поэтому для получения максимального выхода бутиленов применяют систему экстремального регулирования. Экстремальный регулятор реагирует на текущее значение содержания бутиленов в контактном газе и корректирует задание двум вспомогательным регуляторам: регулятору расхода перегретых паров бутана и регулятору температуры в реакторе, который воздействует на подачу регенери- рованного катализатора в зону реакции; в качестве исполнительного устройства применяют регулирующую задвижку с пневматическим приводом.

На время контактирования влияют скорость прохождения паров бутана че- рез зону реакции и уровень катализатора в реакторе 5. Постоянство скорости паров может быть обеспечена лишь при определенном значении перепада давления в га- зовой линии. Постоянство перепада поддерживается путем стабилизации давлений в начале и в конце этой линии с помощью отдельных регуляторов давления. Регу- лятор, установленный в начале газовой линии, воздействует на подачу греющего пара в испаритель 2, а регулятор, установленный в ее конце, — на отвод контакт- ного газа из системы. Заданное значение уровня катализатора поддерживается ре- гулятором, управляющим подачей воздуха в систему пневмотранспорта

Температура в зоне реакции зависит от температуры сырья, подаваемого в реактор. Поэтому для регулирования температуры паров бутана на выходе из труб- чатой печи 3 применяют каскадную АСР, которая изменяет подачу топливного газа в печь.

Активность регенерированного катализатора определяется количеством уг- лерода, осевшего на поверхности его гранул. Для выжигания этого углерода в не- сколько зон по высоте регенератора 4 подают топливный газ и воздух. Температу- ра в регенераторе, характеризующая интенсивность сгорания углерода, стабилизи- руется регулятором, управляющим подачей топливного газа. Полнота сгорания определяется по составу газов регенерации и содержанию в них горючих компо- нентов. Поддержание постоянства состава газов регенерации обеспечивается двух- контурной каскадной системой регулирования со стабилизирующим регулятором подачи воздуха в регенератор и корректирующим регулятором состава газов.

Материальный баланс установки поддерживается регулятором уровня в се- параторе 1.