УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ПОЛИМЕРА И КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ МОНОМЕРА Российский патент 2002 года по МПК G01N1/10 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для отбора проб полимера при полимеризации мономеров в производстве синтетических каучуков типа СКД, СКИ, СКЭПТ и др. и может быть использовано для контроля технологических параметров полимеризации, а также концентрации газов в нефти при ее транспортировке.

Известно устройство для отбора проб полимера при полимеризации мономера, содержащее измерительную линию с кюветой для датчика, насосы на подаче раствора полимера и дезактиватора, датчик температуры и вторичный прибор. При смешении потоков полимера и дезактиватора обеспечивается дезактивация проб для последующего анализа [авт. св. 953491 от 25.08.1982 г., Мкл. G 01 N 1/10] . Недостатком устройства является невысокая точность контроля технологических параметров процесса полимеризации, т.к. о концентрации судят по температуре, кроме того, при смешении полимера ухудшается качество продукта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для отбора проб полимера при полимеризации мономера, содержащее электродвигатель с редуктором, соединенный с валами насосов подачи и отбора проб полимера, и измерительную линию, соединенную со входом насоса подачи и через расширительную емкость с выходом насоса отбора проб полимера. В устройство входит также микроЭВМ, датчики температуры, давления, переключатель сигнала откачки раствора полимера с кулисным механизмом, установленным на валу электродвигателя. При прокачивании отбираемой пробы полимера через измерительную линию и расширительную емкость происходит испарение незаполимеризовавшегося мономера и по температуре и давлению в расширительной емкости рассчитывают концентрацию мономера [патент РФ 2135978, МПК G 01 N 1/10, 27.08.99 г.].

Недостатками устройства являются сложность конструкции и недостаточная надежность его работы из-за забивки измерительной линии и использования нестандартных элементов.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для отбора проб полимера и контроля параметров полимеризации мономера в реакторе, содержащее электродвигатель с редуктором, соединенный с валами насосов подачи и отбора проб полимера, измерительную линию, соединенную со входом насоса подачи и через расширительную емкость с выходом насоса отбора проб полимера, и датчик давления, дополнительно содержит промывочную емкость, линию циркуляции промывочного раствора, вентили на входе и выходе измерительной линии подачи и отбора проб полимера и линии циркуляции промывочного раствора и монтажную платформу, при этом выход промывочной емкости по линии циркуляции промывочного раствора соединен через первый вентиль линии циркуляции промывочного раствора со вторым входом измерительной линии и входами-выходами насосов подачи, отбора проб полимера и расширительной емкости со вторым выходом измерительной линии, соединенной через второй вентиль линии циркуляции промывочного раствора со входом промывочной емкости, и вход измерительной линии соединен с третьим вентилем, а ее выход - с четвертым вентилем, причем электродвигатель с редуктором и насосами подачи и отбора проб полимера, промывочная емкость, линия циркуляции промывочного раствора, датчик давления и вентили на входе и выходе измерительной линии и циркуляции промывочного раствора установлены на монтажной платформе. Кроме того, промывку устройства производят при циркуляции промывочного раствора в течение 10-30 мин, а также соотношение производительности насосов подачи и отбора проб полимера составляет 1 : (3-6).

Введение новых элементов и связей в предложенное устройство позволяет повысить надежность его работы за счет использования автономной системы промывки его элементов и установки последних на специальной монтажной платформе. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию изобретения.

Изложенная сущность предлагаемого изобретения поясняется примером и чертежом его использования в производстве синтетического каучука СКД.

Устройство для отбора проб полимера из реактора 1 включает монтажную платформу 2, на которой установлены измерительная линия 3, насос подачи проб раствора полимера 4, расширительная емкость 5, насос отбора проб полимера 6, электродвигатель 7 с редуктором 8, соединенный с валами насосов 4 и 6. Кроме того, в устройство входит линия циркуляции промывочного раствора 9 с промывочной емкостью 10, датчик давления 11, вентиль 12 на входе измерительной линии 3 и вентиль 13 на ее выходе, а также вентиль 14 на входе линии циркуляции промывочного раствора 9 и вентиль 15 на ее выходе. Элементы устройства 3-14 соединены между собой и смонтированы на платформе 2.

Исследования показали, что при измерении технологических параметров процессов полимеризации часто забиваются измерительные линии из-за высокой адгезии полимера к соприкасающимся частям, это приводит к снижению надежности работы измерительных датчиков и точности измерения параметров. Для исключения этого недостатка предлагается автономная система промывки, которая позволяет периодически производить промывку измерительных линий (подвод промывочного раствора со стороны усложняет и удорожает работу устройства). Монтаж элементов устройства на платформе делает его удобным в эксплуатации. Все это повышает точность измерения технологических показателей.

Устройство работает следующим образом. Включают в работу электродвигатель 8 с редуктором 7. Затем отбирают раствор полимера из реактора 1 и по измерительной линии 3 насосом 4 подают в расширительную емкость 5, откуда насосом 6 через вентиль 13 отправляют на сброс. Насос 6 имеет производительность в 3-6 раз выше, чем насос 4, что создает в емкости 5 вакуум и происходит испарение остаточного дивинила. Сигнал, пропорциональный изменению вакуума, поступает в датчик давления 11 (мановакууметр) и далее на вторичный прибор (условно на чертеже не показан), который фиксирует концентрацию остаточного дивинила.

Периодически систему измерения промывают. Для этого закрывают вентили 12 и 13, заливают в промывочную емкость 10 растворитель полимера, открывают вентили 14 и 15 на входе и выходе линии циркуляции промывочного раствора и циркулируют с помощью насосов 4 и 6 растворитель до нужной степени очистки измерительной системы. После промывки включают в работу измерительную линию 3 (вентили 12 и 13 открывают, а вентили 14 и 15 закрывают).

Таким образом, создавая вакуум в системе измерения, производим определение концентрации незаполимеризовавшегося мономера, а производя своевременно промывку устройства, повышаем надежность его работы и соответственно улучшаем контроль параметров технологических процессов.

Экспериментальная проверка работы устройства в промышленных условиях, проведенная в цехах полимеризации ОАО "Ефремовский завод СК" и ОАО "Нижнекамскнефтехим", показала эффективность его работы. Ниже приведен пример испытаний устройства.

Пример
Насосом 4 подаем в расширительную емкость 5 раствор полидивинила в количестве 7 см³ с концентрацией 2,65 мас.% дивинила в растворе, пробу откачиваем насосом 6, который имеет большую производительность, чем насос 4, что создает вакуум в емкости 5, и дивинил испаряется. Давление паров дивинила измеряется датчиком 11 (р=60 кПа) и передается на вторичный прибор, шкала которого проградуирована в мас.% дивинила (измеренное значение концентрации равно 2,67 мас.%).

Для промывки системы измерения в промывочную емкость 10 заливаем растворитель (толуол) в количестве 0,8л, закрываем вентили 12 и 13 на измерительной линии 3 и открываем вентили 14 и 15 на линии циркуляции промывочного раствора 9 и насосами 4 и 6 циркулируем через емкость 5 и линию измерения 3 толуол в течение 25 мин.

Промывка устройства обеспечивает непрерывное измерение параметров полимеризации мономера и повышает в 2 раза надежность работы устройства по сравнению с прототипом.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения устройства составит 900 тыс. руб/год.

Внедрение устройства намечено в 1 кв. 2001 г. в цехе ОАО "Нижнекамскнефтехим".

Изобретение может быть использовано в производстве синтетических каучуков для контроля технологических параметров полимеризации, а также контроля концентрации газов в нефти при ее транспортировке. Устройство для отбора проб полимера и контроля параметров полимеризации мономера в реакторе содержит электродвигатель с редуктором, соединенный с валами насосов подачи и отбора проб полимера. Устройство содержит измерительную линию, соединенную с входом насоса подачи и через расширительную емкость с выходом насоса отбора проб полимера, и датчик давления. Устройство содержит промывочную емкость, линию циркуляции промывочного раствора, монтажную платформу и вентили на входе и выходе измерительной линии подачи и отбора проб полимера и линии циркуляции промывочного раствора. Выход промывочной емкости по линии циркуляции промывочного раствора соединен через первый вентиль линии циркуляции промывочного раствора со вторым входом измерительной линии и входами-выходами насосов подачи, отбора проб полимера и расширительной емкости со вторым выходом измерительной линии. Последняя соединена через второй вентиль линии циркуляции промывочного раствора с входом промывочной емкости. Вход измерительной линии соединен с третьим вентилем. Выход измерительной линии соединен с четвертым вентилем. Электродвигатель с редуктором и насосами, промежуточная емкость, линия циркуляции промывочного раствора, датчик давления и вентили на входе и выходе измерительной линии и циркуляции промывочного раствора установлены на монтажной платформе. Изобретение за счет использования автономной системы промывки элементов устройства позволяет повысить надежность его работы и повысить контроль параметров технологического процесса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для отбора проб полимера и контроля параметров полимеризации мономера в реакторе, содержащее электродвигатель с редуктором, соединенный с валами насосов подачи и отбора проб полимера, и измерительную линию, соединенную с входом насоса подачи и через расширительную емкость с выходом насоса отбора проб полимера, и датчик давления, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит промывочную емкость, линию циркуляции промывочного раствора, вентили на входе и выходе измерительной линии подачи и отбора проб полимера и линии циркуляции промывочного раствора и монтажную платформу, при этом выход промывочной емкости по линии циркуляции промывочного раствора соединен через первый вентиль линии циркуляции промывочного раствора со вторым входом измерительной линии и входами-выходами насосов подачи, отбора проб полимера и расширительной емкости со вторым выходом измерительной линии, соединенной через второй вентиль линии циркуляции промывочного раствора со входом промывочной емкости, а вход измерительной линии соединен с третьим вентилем и ее выход с четвертым вентилем, причем электродвигатель с редуктором и насосами подачи и отбора проб полимера, промежуточная емкость, линия циркуляции промывочного раствора, датчик давления и вентили на входе и выходе измерительной линии и циркуляции промывочного раствора установлены на монтажной платформе. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что промывку устройства производят при циркуляции промывочного раствора в течение 10-30 мин. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соотношение производительности насосов подачи и отбора прополимера составляет 1: (3-6).