Системный анализ реактора дегидрирования этилбензола как объекта управления


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-2-77-85

Полный текст:


Аннотация

Каталитическое дегидрирование этилбензольной шихты в двухступенчатом адиабатическом реакторе непрерывного действия является основной стадией процесса производства стирола. Анализ существующих автоматизированных систем управления данным технологическим процессом выявил следующий основной недостаток, заключающийся в том, что данные системы требуют больших усилий от производственного персонала для обеспечения изменения температурного режима в ступенях реакторного блока в соответствии с падением концентрации стирола, обусловленным дезактивацией каталитического слоя. Следовательно, в области технической кибернетики актуальным является синтез системы предиктивного управления концентрацией целевого продукта на выходе из ступеней реакционного аппарата. В представленной статье отображены результаты системного анализа реактора дегидрирования как объекта управления. Главным итогом проведенных исследований является выбор способа управления температурным режимом протекания химических превращений в реакторных ступенях, при использовании которого представляется возможным обеспечить повышение энергоэффективности и производительности данного аппарата. На основе системного подхода сформулированы общая и частная задачи синтеза управляющей системы, произведен информационный и функциональный синтез АСУ температурным режимом, разработаны информационная и функциональная схемы подсистем управления технологическим оборудованием реакторного блока. В качестве управляющей системы выбрана АСУ, реализующая изменение температуры пароэтилбензольной смеси на входах в реакционные зоны 1-й и 2-й секций реактора в соответствии с алгоритмом программного управления на базе прогнозирующих моделей, описывающих теплообменные процессы внутри реакторных ступеней, а также динамику изменения таких параметров, как концентрация коксовых отложений, активность катализатора, концентрации основных и побочных продуктов химических реакций.

Об авторах

А. П. Попов
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Россия
к.т.н., ст. преподаватель, кафедра информационных и управляющий систем, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


В. К. Битюков
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д.т.н., профессор, кафедра информа-ционных и управляющий систем, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


С. Г. Тихомиров
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д.т.н., профессор, кафедра информа-ционных и управляющий систем, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


О. Г. Неизвестный
Воронежский государственный технический университет
аспирант, Московский пр-т, 14, г. Воронеж, 394036, Россия


Е. Д. Чертов
Воронежский Государственный университет инженерных технологий

д.т.н., профессор, и.о. ректора, зав. кафедрой технической механики, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



Список литературы

1. Технологический регламент производства стирола на ОАО “Нижнекамскнефтехим”, 1980.

2. Битюков В.К., Попов А.П., Тихомиров С.Г., Неизвестный О.Г. Моделирование кинетики процесса дегидрирования этилбензола с учетом дезактивации каталитического слоя реактора // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2017. Т. 79. № 1 (71). С. 73–80.

3. Попов А.П., Неизвестный О.Г., Подвальный С.Л., Тихомиров С.Г. Моделирование изотермической кинетики дегидрирования этилбензола // Моделирование энергоинформационных процессов. Сборник статей VI международной научно-практической интернет-конференции. Воронеж: ВГУИТ, 2017. С. 194–198

4. Jackson G. Simulation of an Isothermal Catalytic Membrane Reactor for the dehydrogenation of ethylbenzene // Chemical and Process Engineering Research. 2012. V. 3. P. 14-28.

5. Jian Z., Dang S.S., Raoul B., Robert S. et al. Surface Chemistry and Catalytic Reactivity of a Nanodiamond in the Steam-Free Dehydrogenation of Ethylbenzene // Angewandtechemie - Iinternational edition. 2010. V. 49. №46. P. 8640-8644.

6. Charles M. Sheppard, Edward E. Maler, Hugo S. Caram Ethylbenzene Dehydrogenation Reaсtor Model // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1986. V. 25. №1. P.207-210.

7. Shelepova E.V., Vedyagin A.A., Mishakov I.V., Noskov A.S. Modeling of Ethylbenzene Dehydrogenation in Catalytic Membrane Reactor with Porous Membrane // Catalysis for Sustainable Energy - 2014. - Vol. 2. - P. 1-9.

8. Abdelhamid A., Emaddine A. Dynamic Modeling and Control of a Fluidized Bed Reactor for the Oxidative Dehydrogenation of Ethylbenzene to Styrene // J. King Saud Univ. 1998. № 10(2). pp. 141-162.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Попов А.П., Битюков В.К., Тихомиров С.Г., Неизвестный О.Г., Чертов Е.Д. Системный анализ реактора дегидрирования этилбензола как объекта управления. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018;80(2):77-85. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-2-77-85

For citation: Popov A.P., Bityukov V.K., Tikhomirov S.G., Neizvestnyi O.G., Chertov E.D. System analysis of the ethylbenzene dehydrogenation reactor as a control object. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2018;80(2):77-85. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-2-77-85

Просмотров: 112

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)