[发明专利]脱氢工艺中的可编程逻辑控制器

说明书

在固定床脱氢单元中使烃脱氢的系统和方法。将一种使烃脱氢的方法应用于固定床反应器。烃流到固定床反应器中以在存在催化剂的条件下在固定床反应器中脱氢。然后再生固定床反应器中的催化剂。控制脱氢的时间段、催化剂再生的时间段和总空闲时间的时间段，使得总空闲时间小于脱氢的时间段的一半和再生的时间段的一半。所述方法的优点之一来自空闲时间的优化，从而增加催化剂利用率和同时在线的反应器数目。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月3日提交的美国临时专利申请号62/500,994的权益，通过整体引用将其并入本文。

技术领域

本发明一般涉及用于化学生产单元的过程控制。更特别地，本发明涉及用于固定床脱氢单元的可编程逻辑控制器。

背景技术

固定床脱氢单元用于由烷烃和/或烯烃有目的地生产烯烃和/或炔烃。通常，固定床脱氢单元包含三个或更多个并行固定床反应器和催化剂再生系统。当固定床脱氢单元运行时，一个或多个反应器在线(处于脱氢模式)，并且一个或多个固定床反应器处于再生模式。另外的固定床反应器可以处于待机模式。处于脱氢模式的固定床反应器首先使烃进料脱氢一段时间。然后，用蒸汽吹扫固定床反应器。在随后的再生模式中，吹过加热后的空气以使设置在固定床反应器中的催化剂脱焦。反应器进而被排空，并且反应器中的催化剂经历还原。在催化剂还原之后，将反应器放回线上以进行脱氢反应。使用可编程逻辑控制器(PLC)对每个固定床反应器自动重复相同的顺序，以确保整个脱氢单元的连续生产。

商业可编程逻辑控制器通常采用简化算法以不灵活且保守的方法对固定床脱氢单元进行编程。这些算法不考虑工艺、催化剂条件或反应持续时间和催化剂活性分布之间的相关性的修改。通常，反应器在催化剂完全失活之前进入再生过程。因此，这些固定床脱氢单元中的催化剂未充分利用，这导致催化剂的低效率，从而增加操作成本。因此，需要一种导致固定床脱氢单元中的催化剂和反应器的完全利用的过程控制器。

发明内容

已经发现一种通过优化的过程控制在固定床反应器中有效地使烃脱氢的方法。通过优化固定床脱氢反应器的脱氢时间和再生时间，提高固定床脱氢反应器的利用率，从而改善固定床反应器的效率并降低运行成本，而无需大量资本支出。

本发明的实施方案包括一种使烃脱氢的方法。所述方法可包含使所述烃流至固定床反应器和在存在催化剂的条件下在固定床反应器中使所述烃脱氢时间段X，其中催化剂预期寿命为L；所述方法可进一步包括在时间段X之后将催化剂再生时间段Y。在脱氢步骤与再生步骤之间可以有Z₁。所述方法可进一步包括在时间段Y之后重复所述脱氢。在所述再生与所述重复之间可以有时间段Z₂。操作固定床反应器的周期等于X+Y+Z，其中Z为其中既不进行脱氢步骤也不进行再生步骤的周期的总时间段；所述方法可进一步包括通过控制器控制时间段X的长度、时间段Y的长度和时间段Z的长度，使得ZX/2且ZY/2。

本发明的实施方案包括一种在包含一个或多个固定床脱氢反应器的固定床脱氢单元中使烃脱氢的方法。所述方法可包含使所述烃流至固定床脱氢单元的一个或多个固定床反应器和在存在催化剂的条件下在所述一个或多个固定床反应器中使所述烃脱氢时间段X，其中催化剂预期寿命为L。所述方法可进一步包括在时间段X之后将催化剂再生时间段Y。在所述脱氢与所述重复之间可以有时间段Z₁。所述方法可进一步包括在时间段Y之后重复所述脱氢。在所述再生与所述重复之间可以有时间段Z₂。操作每个固定床反应器的周期等于X+Y+Z，其中Z为其中既不进行脱氢步骤也不进行再生步骤的周期的总时间段。所述方法可进一步包括通过控制器控制所述一个或多个固定床脱氢反应器的时间段X的长度、时间段Y的长度和时间段Z的长度，使得ZX/2且ZY/2。

以下包括在本说明书中使用的各种术语和短语的定义。