При уменьшении количества пара по сравнению с режимным повышаются парциальные давления компонентов сырья, что уменьшает выход стирола. Кроме того, это приводит к увеличению закоксованности катализатора.
Увеличение количества водяного пара на разбавление также нежелательно, так как при этом возрастает давление в реакторах, увеличиваются энергозатраты.
Оптимальным считается разбавление сырья водяным паром в соотношении 1:2,4÷3,5 в том числе 10:15% пара от веса шихты смешивается в испарителе поз.Т-204 для улучшения процесса испарения.
7. Влияние температуры на выход стирола. Максимальный выход стирола получается при температуре контактирования 600÷630 0С. Поддерживание той или иной температуры зависит от следующих факторов:
- от активности катализатора;
- от срока работы;
- от качества загрузки катализатора и т.д.
Во всех случаях необходимо строго выдерживать температурный режим.
При понижении температуры ниже заданного уменьшается выход стирола.
Повышение температуры увеличивает термическое разложение сырья и повышает закоксованность катализатора.
Описание технологического процесса. Этилбензольная шихта, представляющая смесь этилбензола ректификата и возвратного этилбензола, поступает на дегидрирование со склада промежуточных продуктов (корпус 304) из емкости поз. Е-409 в теплообменник поз.Т-229 [8]. Постоянство подачи этилбензольной шихты поддерживается регулятором расхода (поз.48).
Этилбензольная шихта подогревается в теплообменнике поз.Т-229 до температуры 95 0С за счет тепла водного конденсата, подаваемого насосом поз.Н-224 из емкости поз.Е-223. Схемой предусмотрена подача этилбензольной шихты в испаритель поз.Т-204 помимо теплообменника поз.Т-229 при чистке последнего. В испарителе поз.Т-204 производится подогрев, испарение и частичный перегрев паров шихты до температуры не менее 160 0С за счет тепла конденсации пара 1600 кПа (16кгс/см2).
Для снижения температуры кипения этилбензола в трубное пространство испарителя поз.Т-204 подается водяной пар 600 кПа (6 кгс/см2), количество которого составляет 10-15% от веса этилбензола и поддерживается постоянным регулятором расхода (поз.49).
Давление пара 1600 кПа (16 кгс/см2), подаваемого в межтрубное пространство испарителя поз.Т-204, поддерживается регулятором давления (поз.51).
Конденсат пара 1600 кПа (16 кгс/см2) собирается в сборнике поз.Е-206, откуда самотеком поступает в сборник поз.Е-240.
Из испарителя поз.Т-204 пары этилбензольной шихты поступают в межтрубное пространство перегревателя поз.Т-203, где перегреваются до температуры 530 0С за счет тепла перегретого водяного пара, выходящего из межступенчатого подогревателя реактора поз.Р-202/2.
Перегретые пары этилбензольной шихты из перегревателя поз.Т-203 поступают в смесительную камеру реактора поз.Р-202/1, где смешиваются с перегретым водяным паром, поступающим из пароперегревательной печи поз.П-201/2 с температурой не более 750 0С.
Количество перегреваемого пара, поступающего на смешение с парами этилбензольной шихты в смесительную камеру реактора поз.Р-202/1, автоматически регулируются клапанами (поз.3-6,3-7), установленными на линии подачи пара с ТЭЦ, исходя из того, что конечное соотношение этилбензольной шихты и водяного пара на входе в реактор должно составлять 1:(2,4÷3,5) по весу. Давление пара, поступающего в ТЭЦ, автоматически регулируется клапаном (поз.2-5).
Водяной пар давления 200÷600 кПа (2÷6 кгс/см2), получаемый после редуцирования пара давления 1600 кПа (16 кгс/см2) и вторичный пар из котлов - утилизаторов поз.Пн-205 поступают в пароперегревательную печь поз.П-201/1, где перегреваются до температуры не более 750 0С и направляются в межступенчатый подогреватель, встроенный в верхней части реактора поз.Р-202/2 для подогрева контактного газа, выходящего из реактора поз.Р-202/1 до температуры 560÷630 0С
После межступенчатого подогрева водяной пар с температурой 600÷630 0С поступает в перегреватель поз.Т-203, где перегреваются пары этилбензольной шихты.
Из перегревателя поз.Т-203 водяной пар с температурой 450 0С поступает на повторный перегрев в пароперегревательную печь поз.П-201/2.
Блок пароперегревательных печей состоит из двух печей, объединенных в одном каркасе, имеющих общие дымовые трубы и обслуживающие площадки. В радиантных камерах каждой печи установлены вертикально по четыре радиантных змеевика. В конвективной камере печи поз.П-201/2 установлены горизонтально два конвективных змеевика и над ними два змеевика для утилизации тепла дымовых газов печи поз.П-201/2.
В средней части печи, между радиантной и конвективной камерами расположена зона, называемая перевалом.
Радиантная камера каждой печи представляет собой прямоугольную топку, имеющую две самостоятельные зоны с различной тепловой нагрузкой, обеспечивающей различные тепловые напряжения поверхности нагрева "холодных" и "горячих" змеевиков камеры радиации.
В верхней части боковых стен установлены взрывные окна. Блок пароперегревательных печей имеет две дымовые трубы, установленные на тройниках газоходов. Перед тройниками газоходов установлены шиберы ручного управления. Отметка верха дымовых труб - 30000 мм.
Обогрев змеевиков осуществляется беспламенными панельными горелками типа ГБП-140 мощностью 140000 ккал/час, которые размещены в шахматном порядке в боковых стенах радиантных камер печей. Количество панельных горелок для обеих печей - 506 шт.
Для дополнительного подогрева конвективных камер предусмотрено восемь горелок типа ГИК-2. В подовой части радиантной зоны обеих печей смонтированы по 24 штуки целевых горелок для сжигания несконденсированных газов дегидрирования. Общая тепловая нагрузка на печи - 63000000 ккал/час.
Давление топливного газа, поступающего из сети предприятия, поддерживается постоянным в пределах 280÷320 кПа (2,8÷3,2 кгс/см2) регулятором давления (поз.4).
Давление топливного газа перед горелками печей П-201/1,2 поддерживается регуляторами давления (поз.9,10) с коррекцией по температуре на выходе из печей и по температуре перед слоями катализатора в реакторах поз.Р-202/1, Р-202/2.
Панельные беспламенные горелки мари ГБП-140 размещены в кладке боковых стен радиантной зоны печей поз.П-201/1,2; кроме топливного газа на плоско-факельные подовые горелки печей поз.П-201/1,2 подается несконденсированная часть контактного газа (абгаз), давление которого регулируется клапаном (поз.6-5), установленным на линии подачи абгаза на установку.
Тепло дымовых газов, уходящих с печи поз.П-201/2 используется для получения водяного пара давлением 200÷300 кПа (2÷3 кгс/см2) и температурой 240÷260 0С в утилизаторах печи поз.П-201/2. Утилизаторы печи поз.П-201/2 состоят из двух отдельных змеевиков, на питание которых подается напорный паровой конденсат насосами поз.Н-241/1,2 (отделение ректификации).
Подача парового конденсата поддерживается постоянным регулятором расхода (поз.15,16) с коррекцией по температуре водяного пара на выходе из утилизаторов. Температура дымовых газов после утилизатора поддерживается в пределах 220÷3100С.
Пароэтилбензольная смесь на входе в реактор поз.Р-202/1 имеет температуру 560÷630 0С. За счет эндотермической реакции после первой ступени дегидрирования, температура контактного газа снижается до 550 0С.
Контактный газ из реактора поз.Р-202/1 поступает в межступенчатый подогреватель, где подогревается до температуры 560÷630 0С и затем направляется в реактор поз.Р-202/2. Контактный газ из реактора поз.Р-202/2 с температурой 550 0С поступает в котлы-утилизаторы поз.Пн-205.
В котлах-утилизаторах поз.Пн-205 тепло контактного газа используется для получения вторичного водяного пара давлением 200÷600 кПа (2÷6 кгс/см2). Питание котлов-утилизаторов поз.Пн-205/1,2 осуществляется подачей парового конденсата насосом поз.Н-241 (отделение ректификации).
Уровень жидкости в котлах-утилизаторах поддерживается постоянным регуляторами уровня (поз.38,40), клапаны которых установлены на линии подачи конденсата в котлы-утилизаторы поз.Пн-205/1,2.
Во избежание отложений нерастворимых солей на трубках котлов-утилизаторов при испарении конденсата производится постоянная и периодическая их продувка в химзагрязненную канализацию с разбавлением осветленной водой.
Охлажденный до температуры 2500С контактный газ из котлов-утилизаторов поз.Пн-205 направляется в пенный аппарат поз.Пн-209, где охлаждается до температуры 100÷1500С.
Одновременно в пенном аппарате поз.Пн-209 производится очистка контактного газа от катализаторной пыли. Охлаждение и очистка контактного газа осуществляется конденсатом, подаваемым насосом поз.Н-222 из емкости поз.Е-221. Расход конденсата поддерживается постоянным регулятором расхода (поз.44), клапан которого (поз.44-6) установлен на линии подачи конденсата в пенный аппарат поз.Пн-209.
Конденсат с температурой 950С из пенного аппарата поз.Пн-209 самотеком поступает в емкость поз.Е-223, откуда насосом поз.Н-224 через теплообменник поз.Т-229 сбрасывается в химзагрязненную канализацию с температурой не выше 400С.
Уровень в поз.Е-223 поддерживается регулятором уровня (поз.45), клапан которого установлен на линии сброса конденсата в химзагрязненную канализацию (поз.45-5).
Описание сырьевых и продуктовых потоков. Сырьевым потоком объекта автоматизации является этилбензольная шихта, поступающая на дегидрирования со склада промежуточных продуктов.
Энергетическими потоками являются: водяной пар, топливный газ и абгаз, которые сжигаются в печах поз.П-201/1,2 для перегрева водяного пара, а также напорный конденсат.
Конечным продуктовым потоком является контактный газ, содержание стирола в котором превышает 50 %.
К основным технологическим параметрам, подлежащим контролю и регулированию относятся: расход, давление, уровень и температура.
Таблица 1- Переменные, характеризующие ТП, как объект управления