專利名稱：一種氫炔比控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氫炔比控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
乙烯、丙烯是重要的石油化工原料，通常采用烴類蒸汽裂解的方法生產(chǎn)。烴類蒸汽裂解得到的裂解氣是含有氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丙炔、丙二烯、混合碳四、混合碳五、裂解汽油等的混合物。為滿足下游加工產(chǎn)品的需要，通常要求對(duì)裂解氣進(jìn)行分離、精制以生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁二烯等產(chǎn)品。在裂解氣分離過程中，乙炔富集于碳二餾分，丙炔(MA)和丙二烯(PD)富集于碳三餾分。乙炔含量通常在碳二餾分中占O. 5% -2. 5%, MAPD通常在碳二餾分中占1. 0% -5. 0%。在工業(yè)生產(chǎn)中乙炔、丙炔和丙二烯(MAPD)通常采用催化選擇加氫的方法去除。

圖1示出了一個(gè)典型的碳二選擇加氫除乙炔的流程。在圖1中，一段反應(yīng)器I和二段反應(yīng)器2中裝填選擇加氫催化劑。 碳二餾分經(jīng)預(yù)熱后，與經(jīng)過計(jì)量的氫氣混合，進(jìn)入一段反應(yīng)器1，在一段反應(yīng)器I中，部分乙炔與氫氣發(fā)生反應(yīng)，生成乙烯和乙烷；一段反應(yīng)器I的產(chǎn)物經(jīng)冷卻后，再與計(jì)量的氫氣混合，進(jìn)入二段反應(yīng)器2，在二段反應(yīng)器2中，全部乙炔與氫氣發(fā)生反應(yīng)，生成乙烯和乙燒。衡量在上述加氫過程中，有2個(gè)關(guān)鍵控制指標(biāo)即催化劑的活性和選擇性。催化劑的活性以一段反應(yīng)乙炔轉(zhuǎn)化率和二段出口物料中乙炔含量來衡量，通常情況下，一段轉(zhuǎn)化率要求達(dá)到60%至80%，二段出口物料中乙炔含量要求小于10-10質(zhì)量分?jǐn)?shù)。催化劑的選擇性表示的反應(yīng)掉的乙炔生成乙烯的比例，選擇性越高表明得到的乙烯越多。轉(zhuǎn)化率和選擇性的定義如下
權(quán)利要求
1.一種氫炔比控制方法，該方法包括以下步驟 1)檢測(cè)反應(yīng)后產(chǎn)物中的乙炔摩爾百分含量Vp； 2)根據(jù)以下公式計(jì)算所需氫氣流量值FhFh = SvXVrXVpXQ/Vh，其中Fh為所需氫氣流量值，其中Fh為所需氫氣流量值，單位為m3/h，Sv為反應(yīng)體積空速，單位為h-1,Vr為催化劑體積，單位為m3, Vp為乙炔摩爾百分含量,單位為mol%, Q為氫炔比，Vh為反應(yīng)的氫氣摩爾濃度，單位為mol% ； 3)根據(jù)計(jì)算得到的所需氫氣流量值Fh來控制氫氣流量設(shè)定值Fs，進(jìn)而根據(jù)所述氫氣流量設(shè)定值Fs來控制氫炔比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫炔比控制方法，其中，在步驟1)中，根據(jù)在線色譜分析獲得反應(yīng)后產(chǎn)物中的乙炔摩爾百分含量Vp。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫炔比控制方法，其中，所述步驟3)包括 根據(jù)以下公式來計(jì)算氫氣設(shè)定量變化比C :C= Fh-Fs /Fs X 100% ； 當(dāng)C < 10%時(shí)，則將所述氫氣流量設(shè)定值Fs改變?yōu)樗鏊铓錃饬髁恐礔h ； 當(dāng)C≥10 %時(shí)，則比較Fh和Fs，如果Fh > Fs，則將所述氫氣流量設(shè)定值Fs改變?yōu)镕s (1+10% )，如果Fh < Fs，則將所述氫氣流量設(shè)定值Fs改變?yōu)镕s (1-10% )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氫炔比控制方法，其中，該方法還包括以下步驟 4)重復(fù)執(zhí)行步驟1)-步驟3)，當(dāng)連續(xù)三次計(jì)算得到的所述氫氣設(shè)定量變化比c≥10%時(shí)，則進(jìn)行報(bào)警。
5.一種氫炔比控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 乙炔含量檢測(cè)單元，用于檢測(cè)反應(yīng)后產(chǎn)物中的乙炔摩爾百分含量Vp ; 控制單元，用于根據(jù)以下公式計(jì)算所需氫氣流量值Fh Fh = SvXVrXVpXQ/Vh，其中Fh為所需氫氣流量值，單位為m3/h，Sv為反應(yīng)體積空速，單位為h—1，Vr為催化劑體積，單位為m3, Vp為乙炔摩爾百分含量,單位為mol%, Q為氫炔比，Vh為反應(yīng)的氫氣摩爾濃度,單位為mol %，并根據(jù)計(jì)算得到的所需氫氣流量值Fh來控制氫氣流量設(shè)定值Fs，并向氫炔比控制實(shí)施單元輸出氫氣的配入量的控制信號(hào)； 氫炔比控制實(shí)施單元，從所述控制單元接收所述控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)來控制氫氣的配入量，進(jìn)而控制氫炔比。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氫炔比控制系統(tǒng)，其中，所述乙炔含量檢測(cè)單元包括在線色譜分析單元，該在線色譜分析單元根據(jù)在線色譜分析獲得反應(yīng)后產(chǎn)物中的乙炔摩爾百分含量Vp。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氫炔比控制系統(tǒng)，其中，所述氫炔比控制實(shí)施單元為控制閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氫炔比控制系統(tǒng)，其中，所述控制單元被配置為根據(jù)以下公式來計(jì)算氫氣設(shè)定量變化比C C = I Fh-Fs I /Fs X 100%，其中Fs為氫氣流量設(shè)定值； 當(dāng)C < 10%時(shí)，則將所述氫氣流量設(shè)定值Fs改變?yōu)樗鏊铓錃饬髁恐礔h ； 當(dāng)C≥10%時(shí)，則比較Fh和Fs，如果Fh > Fs，則將所述氫氣流量設(shè)定值Fs改變?yōu)镕s (1+10% )，如果Fh < Fs，則將所述氫氣流量設(shè)定值Fs改變?yōu)镕s (1-10% )。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氫炔比控制系統(tǒng)，其中，該氫炔比控制系統(tǒng)還包括報(bào)警單元， 所述控制單元還被配置為當(dāng)連續(xù)三次計(jì)算得到的所述氫氣設(shè)定量變化比C ≥ 10%時(shí)，向所述報(bào)警單元輸出報(bào)警信號(hào)； 所述報(bào)警單元用于當(dāng)從所述控制單元接收到報(bào)警信號(hào)時(shí)，進(jìn)行報(bào)警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氫炔比控制方法及系統(tǒng)。該方法包括以下步驟1)檢測(cè)反應(yīng)后產(chǎn)物中的乙炔摩爾百分含量Vp；2)根據(jù)以下公式計(jì)算所需氫氣流量值FhFh＝Sv×Vr×Vp×Q/Vh，其中Fh為所需氫氣流量值，其中Fh為所需氫氣流量值，單位為m3/h，Sv為反應(yīng)體積空速，單位為h-1，Vr為催化劑體積，單位為m3，Vp為乙炔摩爾百分含量，單位為mol％，Q為氫炔比，Vh為反應(yīng)的氫氣摩爾濃度，單位為mol％；3)根據(jù)計(jì)算得到的所需氫氣流量值Fh來控制氫氣流量設(shè)定值Fs，進(jìn)而根據(jù)所述氫氣流量設(shè)定值Fs來控制氫炔比。利用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠?qū)x擇加氫過程中的氫炔比實(shí)現(xiàn)精確控制，大大減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，且確保了反應(yīng)的安全進(jìn)行。
文檔編號(hào)G05D11/13GK103049011SQ20111031264
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者李慶, 吳小英, 孫康, 吳瑾, 劉瞻 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院