專利名稱：一種氫炔比控制方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氫炔比控制方法及系統。
背景技術：
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。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。為滿足下游加工產品的需要，通常要求對裂解氣進行分離、精制以生產乙烯、丙烯、丁二烯等產品。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%。在工業生產中乙炔、丙炔和丙二烯(MAPD)通常采用催化選擇加氫的方法去除。
圖1示出了一個典型的碳二選擇加氫除乙炔的流程。在圖1中，一段反應器I和二段反應器2中裝填選擇加氫催化劑。 碳二餾分經預熱后，與經過計量的氫氣混合，進入一段反應器1，在一段反應器I中，部分乙炔與氫氣發生反應，生成乙烯和乙烷；一段反應器I的產物經冷卻后，再與計量的氫氣混合，進入二段反應器2，在二段反應器2中，全部乙炔與氫氣發生反應，生成乙烯和乙燒。衡量在上述加氫過程中，有2個關鍵控制指標即催化劑的活性和選擇性。催化劑的活性以一段反應乙炔轉化率和二段出口物料中乙炔含量來衡量，通常情況下，一段轉化率要求達到60%至80%，二段出口物料中乙炔含量要求小于10-10質量分數。催化劑的選擇性表示的反應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。轉化率和選擇性的定義如下
權利要求
1.一種氫炔比控制方法，該方法包括以下步驟 1)檢測反應后產物中的乙炔摩爾百分含量Vp； 2)根據以下公式計算所需氫氣流量值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為反應的氫氣摩爾濃度，單位為mol% ； 3)根據計算得到的所需氫氣流量值Fh來控制氫氣流量設定值Fs，進而根據所述氫氣流量設定值Fs來控制氫炔比。
2.根據權利要求1所述的氫炔比控制方法，其中，在步驟1)中，根據在線色譜分析獲得反應后產物中的乙炔摩爾百分含量Vp。
3.根據權利要求1所述的氫炔比控制方法，其中，所述步驟3)包括 根據以下公式來計算氫氣設定量變化比C :C= Fh-Fs /Fs X 100% ； 當C < 10%時，則將所述氫氣流量設定值Fs改變為所述所需氫氣流量值Fh ； 當C≥10 %時，則比較Fh和Fs，如果Fh > Fs，則將所述氫氣流量設定值Fs改變為Fs (1+10% )，如果Fh < Fs，則將所述氫氣流量設定值Fs改變為Fs (1-10% )。
4.根據權利要求3所述的氫炔比控制方法，其中，該方法還包括以下步驟 4)重復執行步驟1)-步驟3)，當連續三次計算得到的所述氫氣設定量變化比c≥10%時，則進行報警。
5.一種氫炔比控制系統，該系統包括 乙炔含量檢測單元，用于檢測反應后產物中的乙炔摩爾百分含量Vp ; 控制單元，用于根據以下公式計算所需氫氣流量值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為反應的氫氣摩爾濃度,單位為mol %，并根據計算得到的所需氫氣流量值Fh來控制氫氣流量設定值Fs，并向氫炔比控制實施單元輸出氫氣的配入量的控制信號； 氫炔比控制實施單元，從所述控制單元接收所述控制信號，并根據所述控制信號來控制氫氣的配入量，進而控制氫炔比。
6.根據權利要求5所述的氫炔比控制系統，其中，所述乙炔含量檢測單元包括在線色譜分析單元，該在線色譜分析單元根據在線色譜分析獲得反應后產物中的乙炔摩爾百分含量Vp。
7.根據權利要求5所述的氫炔比控制系統，其中，所述氫炔比控制實施單元為控制閥。
8.根據權利要求5所述的氫炔比控制系統，其中，所述控制單元被配置為根據以下公式來計算氫氣設定量變化比C C = I Fh-Fs I /Fs X 100%，其中Fs為氫氣流量設定值； 當C < 10%時，則將所述氫氣流量設定值Fs改變為所述所需氫氣流量值Fh ； 當C≥10%時，則比較Fh和Fs，如果Fh > Fs，則將所述氫氣流量設定值Fs改變為Fs (1+10% )，如果Fh < Fs，則將所述氫氣流量設定值Fs改變為Fs (1-10% )。
9.根據權利要求8所述的氫炔比控制系統，其中，該氫炔比控制系統還包括報警單元， 所述控制單元還被配置為當連續三次計算得到的所述氫氣設定量變化比C ≥ 10%時，向所述報警單元輸出報警信號； 所述報警單元用于當從所述控制單元接收到報警信號時，進行報警。
全文摘要
本發明公開了一種氫炔比控制方法及系統。該方法包括以下步驟1)檢測反應后產物中的乙炔摩爾百分含量Vp；2)根據以下公式計算所需氫氣流量值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為反應的氫氣摩爾濃度，單位為mol％；3)根據計算得到的所需氫氣流量值Fh來控制氫氣流量設定值Fs，進而根據所述氫氣流量設定值Fs來控制氫炔比。利用本發明的技術方案，能夠對選擇加氫過程中的氫炔比實現精確控制，大大減輕了操作人員的勞動強度，且確保了反應的安全進行。
文檔編號G05D11/13GK103049011SQ20111031264
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月14日 優先權日2011年10月14日
發明者李慶, 吳小英, 孫康, 吳瑾, 劉瞻 申請人: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