УПРАВЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЕМ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ МОЩНОСТИ НАСОСА Российский патент 2018 года по МПК C08F2/18 C08F10/00 G05D16/00 B01J19/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к управлению колебаниями давления в системе реактора полимеризации.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Полиолефины, например, полиэтилен и полипропилен, могут быть получены несколькими способами, в том числе путем суспензионной полимеризации. В этом способе сырьевые материалы, например, разбавитель, мономер и катализатор, вводят в петлевую реакционную зону, при этом в реакционной зоне получают «суспензию». В петлевых реакторах непрерывного действия суспензия циркулирует по петлевой реакционной зоне с помощью циркуляционного насоса реактора, а мономер в присутствии катализатора вступает в реакцию полимеризации. В результате реакции полимеризации получают твердые полиолефины в суспензии. Поток продукта полимеризации, содержащий твердые полиолефины, затем переносят из реактора и разделяют для извлечения твердых полиолефинов.

[0003] Как правило, часть содержимого реактора (например, продукт полимеризации) могут извлекать из реактора для управления давлением в реакторе, что, в свою очередь, может привести к колебаниям мощности циркуляционного насоса реактора. Колебания мощности насоса могут оказывать негативное влияние на производство полиолефинов.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В одном из вариантов осуществления способ полимеризации включает циркуляцию, с помощью насоса, реакционной смеси в виде суспензии в петлевом реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации, определение изменения давления реакционной смеси в виде суспензии далее по ходу технологического процесса относительно насоса, генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, сигнала приведения в действие клапана отвода для клапана отвода на основании изменения давления, генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода, генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, временной задержки для поправки, применение поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода для генерирования скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода, подачу скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода на клапан отвода после временной задержки и регулировку положения клапана отвода в качестве реакции на подачу скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода. Реакционная смесь в виде суспензии содержит олефин, катализатор и полимерные частицы, а часть реакционной смеси в виде суспензии непрерывно отводят из реактора полимеризации пропорционально положению клапана отвода. Реакционную смесь в виде суспензии удерживают в реакторе полимеризации, если клапан отвода находится в закрытом положении, и давление в реакторе зависит от положения клапана отвода. Изменение давления может представлять собой повышение давления реакционной смеси в виде суспензии. Сигнал приведения в действие клапана отвода может обуславливать перемещение клапана отвода в направлении открытого положения в качестве реакции на повышение давления, а поправка может уменьшать величину, на которую клапан отвода будет перемещен в направлении открытого положения. Изменение давления может представлять собой понижение давления реакционной смеси в виде суспензии. Сигнал приведения в действие клапана отвода может обуславливать перемещение клапана отвода в направлении закрытого положения в качестве реакции на повышение давления, а поправка может уменьшать величину, на которую клапан отвода будет перемещен в направлении закрытого положения. Временная задержка может быть основана на времени протекания реакционной смеси от насоса до клапана отвода в реакторе полимеризации. Величина поправки может зависеть от изменения мощности насоса по отношению к усредненному по времени значению мощности насоса, а усредненное по времени значение мощности насоса может представлять собой среднюю мощность насоса за время, соответствующее продолжительности от 1 до 10 периодов циркуляции реакционной смеси в виде суспензии по петлевому реактору полимеризации. Применение поправки может уменьшать колебания мощности насоса по сравнению с регулировкой положения клапана отвода с использованием сигнала приведения в действие клапана отвода без применения поправки. Поправка может составлять от приблизительно 0,1% до приблизительно 1% от диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода. Способ полимеризации также может включать применение коэффициента настройки от приблизительно 1% до приблизительно 50% к поправке перед применением поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода. Насос может представлять собой по меньшей мере один из осевого насоса, диагонального насоса или радиально-осевого насоса. Концентрация полимерных частиц в реакционной смеси в виде суспензии может быть большей, чем приблизительно 40% масс. Концентрация полимерных частиц в выпускном трубопроводе далее по ходу технологического процесса относительно клапана отвода может быть большей, чем средняя концентрация полимерных частиц в реакционной смеси.

[0005] В одном из вариантов осуществления способ полимеризации включает циркуляцию реакционной смеси в виде суспензии в петлевом реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации, определение изменения давления реакционной смеси в виде суспензии на датчике давления, генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, которое соединено с возможностью передачи сигналов с датчиком давления, первого сигнала приведения в действие клапана отвода для первого клапана отвода и второго сигнала приведения в действие клапана отвода для второго клапана отвода на основании изменения давления, генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, первой поправки для первого сигнала приведения в действие клапана отвода, генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, первой временной задержки для первой поправки, применение первой поправки к первому сигналу приведения в действие клапана отвода после первой временной задержки для генерирования первого скорректированного сигнала приведения в действие клапана, генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, второй поправки для второго сигнала приведения в действие клапана отвода, генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, второй временной задержки для второй поправки, применение второй поправки ко второму сигналу приведения в действие клапана отвода после второй временной задержки для генерирования второго скорректированного сигнала приведения в действие клапана и регулировку положения клапана отвода в ходе способа полимеризации в качестве реакции на первый скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода и второй скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода. Реакционная смесь в виде суспензии содержит олефин, катализатор и полимерный продукт. Петлевой реактор полимеризации содержит насос, и причем насос размещен в поточной линии в петлевом реакторе полимеризации. Датчик давления расположен далее по ходу технологического процесса относительно насоса, первый клапан отвода расположен далее по ходу технологического процесса относительно насоса, а второй клапан отвода расположен далее по ходу технологического процесса относительно первого клапана отвода. Первая временная задержка основана на расстоянии между первым клапаном управления отводом и насосом, а вторая временная задержка основана на расстоянии между вторым клапаном управления отводом и насосом. Способ полимеризации также может включать отвод части реакционной смеси в виде суспензии из петлевого реактора полимеризации через первый клапан отвода, второй клапан отвода или через оба клапана и изменение концентрации полимерных частиц далее по ходу технологического процесса относительно первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов в качестве реакции на перемещение первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов в направлении открытого положения. Часть реакционной смеси в виде суспензии могут отводить из реактора полимеризации, когда первый клапан отвода, второй клапан отвода или оба клапана находятся в открытом положении, и реакционную смесь в виде суспензии могут удерживать в реакторе полимеризации, когда первый клапан отвода, второй клапан отвода или оба клапана находятся в закрытом положении. Регулировка положения первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов может включать перемещение первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов в направлении открытого положения. Способ полимеризации также может включать снижение давления на первом датчике давления или втором датчике давления в качестве реакции на изменение концентрации полимерных частиц реакционной смеси далее по ходу технологического процесса относительно клапана отвода. Величина одной или большего количества поправок может быть основана на изменении мощности насоса. Одна или большее количество поправок могут включать часть диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода. Одна или большее количество поправок могут быть ограничены от приблизительно 0,1% до приблизительно 1% диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

[0006] В одном из вариантов осуществления способ управления способом полимеризации включает циркуляцию реакционной смеси в виде суспензии, которая содержит олефин, катализатор и полимерный продукт в реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации, определение, с помощью датчика, по меньшей мере одного условия в реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации, определение, с помощью датчика мощности насоса, колебаний мощности накачивания по меньшей мере одного насоса, используемого для циркуляции реакционной смеси в виде суспензии, создание, с помощью процессора, вероятностной сети, передачу по меньшей мере одного условия и данных о колебаниях мощности накачивания в вероятностную сеть, определение, с помощью процессора, вероятности того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания, определение того, что вероятность того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания, превышает порог, управление по меньшей мере одним условием, если вероятность того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания, превышает порог, и уменьшение колебаний мощности накачивания в качестве реакции на управление по меньшей мере одним условием. Вероятностная сеть может представлять собой сеть Байеса. По меньшей мере одно условие может включать изменение давления реакционной смеси в виде суспензии далее по ходу технологического процесса относительно по меньшей мере одного насоса. Управление по меньшей мере одним условием может включать генерирование, с помощью процессора, сигнала приведения в действие клапана отвода для клапана отвода на основании изменения давления, генерирование, с помощью процессора, поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода, применение поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода для генерирования скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода и регулировку положения клапана отвода в качестве реакции на скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода. Управление по меньшей мере одним условием также может включать генерирование, с помощью процессора, временной задержки для поправки. Применение поправки может включать применение поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода после временной задержки. Временная задержка может быть основана на времени, за которое реакционная смесь в виде суспензии перемещается от клапана управления отводом до по меньшей мере одного насоса. Поправка может составлять от приблизительно 0,1% до приблизительно 1% от диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода. Способ также может включать применение коэффициента настройки от приблизительно 1% до приблизительно 50% к поправке перед применением поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода. По меньшей мере одно условие может включать одно или большее количество из: концентрации олефина в реакционной смеси в виде суспензии, концентрации катализатора в реакционной смеси в виде суспензии, концентрации продукта реакции альфа-олефина в реакционной смеси в виде суспензии, состава катализатора, состава олефина, состава продукта реакции альфа-олефина, плотности реакционной смеси в виде суспензии, состава разбавителя, давления внутри реактора полимеризации, средней температуры реакционной смеси в виде суспензии, расхода реакционной смеси, температуры на впуске охлаждающей жидкости в теплообменной части реактора полимеризации или любую их комбинацию. Реактор полимеризации может представлять собой петлевой суспензионный реактор, реактор непрерывного действия с механическим перемешиванием или реактор с поршневым потоком.

[0007] Эти и другие отличительные признаки станут более понятными из последующего подробного описания, которое следует рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами и формулой изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ далее приведено краткое описание в сочетании с прилагаемыми чертежами и подробное описание.

[0009] Фиг. 1 схематически иллюстрирует карту технологического способа по одному из вариантов осуществления петлевого способа полимеризации.

[0010] Фиг. 2 схематически иллюстрирует другую карту технологического способа по одному из вариантов осуществления петлевого способа полимеризации.

[0011] Фиг. 3 схематически иллюстрирует еще одну карту технологического способа по одному из вариантов осуществления петлевого способа полимеризации.

[0012] Фиг. 4 схематически иллюстрирует еще одну карту технологического способа по одному из вариантов осуществления петлевого способа полимеризации.

[0013] На фиг. 5 показана схематическая компоновка вычислительной системы.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0014] В этом документе описаны варианты осуществления системы реактора полимеризации и способ эксплуатации системы реактора полимеризации с управлением колебаниями мощности циркуляционных насосов реактора.

[0015] Фиг. 1 представляет собой схематическое представление технологического способа по одному из вариантов осуществления системы 100 полимеризации. Система 100 может включать петлевой реактор 110 суспензионной полимеризации, который производит продукт полимеризации, первый трубопровод 120, который принимает продукт полимеризации (например, продукт полимеризации в виде суспензии) из петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации через клапан 122 отвода, и разделительный сосуд 140, который принимает продукт полимеризации (например, продукт полимеризации в виде суспензии) из первого трубопровода 120. Твердый полимер может быть извлечен из разделительного сосуда 140.

[0016] Как описано выше, система 100 может включать петлевой реактор 110 суспензионной полимеризации. В одном или большем количестве описанных в данном документе вариантов осуществления реактор 110 может содержать любой сосуд или совокупность сосудов, соответственно выполненных с возможностью обеспечения среды для осуществления химической реакции (например, зоны соприкосновения) между мономерами (например, этиленом), полимерами (например, «активной» или растущей полимерной цепью) или ими обоими и, в некоторых случаях, сомономерами (например, 1-бутеном, 1-гексеном), сополимерами или ими обоими в присутствии катализатора с получением полимера (например, полимера полиэтилена), сополимера или их обоих. Хотя вариант осуществления, показанный на фиг. 1, изображает один реактор 110, для специалиста в данной области техники, изучившего это описание, будет очевидно, что можно использовать любое подходящее количество и любую конфигурация реакторов (например, систему 170 сдвоенного реактора, показанную на фиг. 2), как описано более подробно далее в настоящем документе.

[0017] В контексте настоящего документа термины «реактор полимеризации» или «реактор» могут включать по меньшей мере один петлевой реактор суспензионной полимеризации, способный осуществлять полимеризацию олефиновых мономеров или сомономеров для получения гомополимеров или сополимеров. Такие гомополимеры и сополимеры в данном документе могут эквивалентно упоминать как смолы или полимеры.

[0018] Способы полимеризации, осуществляемые в реакторе (-ах) (например, реакторе 110) могут протекать в периодическом или в непрерывном режимах. В непрерывных способах могут использовать периодическую или непрерывную выгрузку продукта. Кроме того, способы могут включать частичную или полную непосредственную рециркуляцию непрореагировавшего мономера, непрореагировавшего сомономера, разбавителя или любой их комбинации.

[0019] В вариантах осуществления с несколькими реакторами, например, показанном на фиг. 2, которая представляет собой схематическое представление технологического способа по одному из вариантов осуществления системы 170 полимеризации, производство продукта полимеризации в множестве реакторов 110, 180 может включать несколько стадий в по меньшей мере двух отдельных реакторах 110, 180 полимеризации, соединенных между собой устройством или трубопроводом 172 для переноса, который позволяет переносить полученный продукт полимеризации из первого реактора 110 полимеризации во второй реактор 180. Заданные условия полимеризации в одном реакторе могут отличаться от условий полимеризации для другого реактора(-ов). В качестве альтернативы полимеризация в множестве реакторов может включать ручной перенос продукта полимеризации (например, продукт полимеризации в виде суспензии, в виде смеси, в виде твердого полимера или их комбинации) из одного реактора в последующие реакторы для продолжения полимеризации. В дополнение к переносу во второй реактор 180 некоторой части продукта полимеризации один или большее количество компонентов сырья (например, разбавитель, катализатор, мономеры, сомономеры и т.д.) могут подавать по впускному трубопроводу в качестве сырьевого потока 174 во второй реактор 180. Хотя на фиг. 2 показано множество петлевых реакторов, множество систем реакторов может включать любую комбинацию, которая включает, кроме прочего, множество петлевых реакторов, комбинацию петлевых и газовых реакторов или множество реакторов высокого давления. Реакторы из этого множества реакторов могут работать последовательно, параллельно или с применением комбинации этих способов.

[0020] Согласно фиг. 1 петлевой реактор 110 суспензионной полимеризации может содержать вертикальные трубы 112, горизонтальные трубы 114 или трубы обоих видов, соединенные между собой изогнутыми или коленчатыми патрубками 115 с плавным изгибом, которые все вместе образуют петлю. Части петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации, например, трубы 112, могут содержать рубашки 113 охлаждения, расположенные вокруг них, для отвода избыточного тепла, выделяющегося в ходе осуществления экзотермических реакций полимеризации. Охлаждающая текучая среда может циркулировать, например, по кольцевому пространству между рубашками 113 и наружной поверхностью реактора 110. Циркуляция охлаждающей текучей среды может позволять отводить тепло от петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации через стенку реактора. В цикле охлаждения охлаждающая текучая среда может циркулировать в системе охлаждения для отвода тепла перед возвращением в кольцевой зазор. Охлаждающая рубашка(-и) 113 может охватывать только часть петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации, а промежуточные области могут не участвовать в теплообмене (например, отводе тепла). В одном из вариантов осуществления в теплообмене может участвовать по меньшей мере приблизительно 10%, по меньшей мере приблизительно 20%, по меньшей мере приблизительно 30%, по меньшей мере приблизительно 40%, по меньшей мере приблизительно 50%, по меньшей мере приблизительно 60%, по меньшей мере приблизительно 70%, по меньшей мере приблизительно 80%, по меньшей мере приблизительно 90% или по меньшей мере приблизительно 95% наружной поверхности петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации.

[0021] Устройство, создающее движущую силу, например, насос 150, может создавать циркуляцию текучей суспензии (например, реакционной смеси в виде суспензии) в петлевом реакторе 110 суспензионной полимеризации. Один из примеров насоса 150 представляет собой прямоточный осевой насос с рабочим колесом 152 насоса, расположенным во внутренней части реактора 110. Рабочее колесо 152 способно, во время работы, создавать зону турбулентного смешивания в текучей среде, циркулирующей в реакторе 110, таким образом, что между различными компонентами полимеризации в суспензии может возникать достаточное взаимодействие. Кроме того, рабочее колесо 152 может способствовать продвижению суспензии по замкнутой петле реактора 110 со скоростью, достаточной для того, чтобы поддерживать твердые частицы, например, катализатор или продукт полимеризации, во взвешенном состоянии в суспензии. Суспензия может протекать по петле в направлении, указанном стрелками 117 направления течения. Рабочее колесо 152 могут приводить в движение с помощью двигателя 154 или другого устройства, создающего движущую силу. Неограничивающие примеры движущих устройств, создающих движущую силу, подходящих для использования в настоящем изобретении, включают осевой насос, диагональный насос, радиально-осевой насос и т.п. или их комбинации.

[0022] Система 100 может дополнительно содержать любое оборудование, связанное с реактором полимеризации, например, насосы, устройства управления (например, пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) управляющее устройство), измерительные приборы (например, термопары, преобразователи и расходомеры), альтернативные впускные и выпускные трубопроводы и т.п.

[0023] Мономер, разбавитель, катализатор и, в некоторых случаях, любой сомономер, которые могут подавать в петлевой реактор 110 суспензионной полимеризации (например, посредством сырьевого потока 102), могут циркулировать по петле по мере того, как происходит полимеризация. Как правило, непрерывные способы могут предполагать непрерывное введение мономера, при необходимости, сомономера, катализатора и разбавителя в петлевой реактор 110 суспензионной полимеризации и непрерывное отведение (например, посредством первого трубопровода 120) суспензии, содержащей твердый полимер (например, полиэтилен) и жидкую фазу разбавителя.

[0024] В одном или большем количестве вариантов осуществления сомономер может содержать ненасыщенные углеводороды, содержащие от 3 до 20 атомов углерода. Например, сомономер может содержать альфа-олефины, такие как, например, пропен (пропилен), 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 3-метил-1-бутен, 4-метил-1-пентен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен и т.п.или их комбинации.

[0025] В вариантах осуществления изобретения подходящие разбавители, используемые в способах суспензионной полимеризации, могут включать, среди прочих, мономер, и, в некоторых случаях, сомономер, претерпевающие полимеризацию, и углеводороды, которые в условиях реакции являются жидкими. Примеры подходящих разбавителей включают, среди прочих, углеводороды, такие как пропан, циклогексан, изобутан, н-бутан, н-пентан, изопентан, неопентан и н-гексан. В вариантах осуществления разбавители могут содержать ненасыщенные углеводороды, содержащие от 3 до 12 атомов углерода. Дополнительные примеры подходящих разбавителей включают, среди прочих, пропен, 1-бутен, 1-гексен, октены или их комбинации. Некоторые реакции полимеризации в петлевом реакторе могут происходить в объемном режиме, при котором разбавитель не используют.

[0026] Дополнительная информация, касающаяся типовых способов полимеризации в петлевом реакторе, описана, например, в патентах США №№3,248,179; 4,501,885; 5,565,175; 5,575,979; 6,239,235 и 6,262,191; каждый из которых полностью включен в данный документ посредством ссылки.

[0027] В вариантах осуществления с множеством реакторов различные типы реакторов, которые могут быть дополнительно включены в систему 100, могут включать газофазные реакторы. Газофазные реакторы могут включать реакторы с псевдоожиженным слоем или многоступенчатые горизонтальные реакторы. В газофазных реакторах могут использовать непрерывный поток рециркуляции, содержащий один или большее количество мономеров, непрерывно циркулирующий через псевдоожиженный слой в присутствии катализатора в условиях полимеризации. Поток рециркуляции может быть выведен из псевдоожиженного слоя и возвращен обратно в реактор. При этом полимерный продукт могут извлекать из реактора и могут добавлять новый или свежий мономер для замены полимеризованного мономера. Аналогично этому, сополимерный продукт в некоторых случаях могут выводить из реактора и могут добавлять новый или свежий сомономер для замены полимеризованного сомономера, полимеризованного мономера или их комбинации. В таких газофазных реакторах могут применять способ многостадийной газофазной полимеризации олефинов, при котором олефины полимеризуют в газовой фазе по меньшей мере в двух независимых зонах газофазной полимеризации при одновременной подаче полимера, содержащего катализатор, образуемого в первой зоне полимеризации, во вторую зону полимеризации.

[0028] В вариантах осуществления с множеством реакторов различные типы реакторов, которые могут быть дополнительно включены в систему 100, могут включать петлевые реакторы суспензионной полимеризации. Такие реакторы могут иметь петлевую конфигурацию, например, конфигурацию петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации по фиг. 1.

[0029] В вариантах осуществления с множеством реакторов различные типы реакторов, которые могут быть дополнительно включены в систему 100, могут включать реакторы высокого давления. Реакторы высокого давления могут включать автоклавные и/или трубчатые реакторы. Трубчатые реакторы могут содержать несколько зон, в которые могут добавлять свежий мономер (и, в некоторых случаях, сомономер) инициаторы или катализаторы. Мономер (в некоторых случаях сомономер) может увлекаться инертным газовым потоком и вводиться в одну зону реактора. Инициаторы, катализаторы, каталитические компоненты или их комбинации могут увлекаться газовым потоком и вводиться в другую зону реактора. Газовые потоки могут быть перемешаны для осуществления полимеризации. Для достижения оптимальных условий реакции полимеризации могут соответствующим образом использовать нагревание и давление.

[0030] В вариантах осуществления с множеством реакторов различные типы реакторов, которые могут быть дополнительно включены в систему 100, могут включать реактор полимеризации в растворе, в котором мономер (в некоторых случаях сомономер) могут приводить в соприкосновение с каталитической композицией путем соответствующего перемешивания или другими способами. Может быть использован носитель, содержащий инертный органический разбавитель или избыточный мономер (в некоторых случаях сомономер). При необходимости, мономер, в некоторых случаях сомономер или они оба могут быть приведены в паровой фазе в соприкосновение с продуктом каталитической реакции в присутствии или при отсутствии жидкого материала. В зоне полимеризации поддерживают значения температуры и давления, требуемые для образования раствора полимера в реакционной среде. Для достижения лучшего регулирования температуры и для поддержания однородности смесей полимеризации во всей зоне полимеризации могут использовать перемешивание. Для рассеивания экзотермического тепла полимеризации могут быть использованы соответствующие способы.

[0031] Условия в реакторе полимеризации, например, петлевом реакторе 110 суспензионной полимеризации, которые можно выбирать и которыми даже можно управлять для эффективного осуществления полимеризации и обеспечения требуемых свойств смолы, могут включать температуру, давление и концентрации различных реагентов. Температура полимеризации может влиять на эффективность катализатора, молекулярную массу полимера и молекулярно-массовое распределение. Подходящая температура полимеризации может представлять собой любую температуру ниже температуры деполимеризации в соответствии с уравнением свободной энергии Гиббса. Как правило, она находится в диапазоне, например, от приблизительно 140°F (приблизительно 60°С) до приблизительно 536°F (приблизительно 280°С) и от приблизительно 158°F (приблизительно 70°С) до приблизительно 230°F (приблизительно 110°С) в зависимости от типа реактора полимеризации.

[0032] Подходящее давление также будет изменяться в зависимости от реактора и типа полимеризации. Давление для полимеризации в жидкой фазе в петлевом реакторе, например, петлевом реакторе 110 суспензионной полимеризации, как правило составляет меньше, чем приблизительно 1000 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 6,9 МПа), например, приблизительно 650 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 4,5 МПа). Давление для газофазной полимеризации, как правило, составляет от приблизительно 200 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 1,4 МПа) до приблизительно 500 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 3,5 МПа). Полимеризация под высоким давлением в трубчатых или автоклавных реакторах, как правило, происходит при давлении приблизительно 20000 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 137,9 МПа) до приблизительно 75000 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 517,1 МПа). Реакторы полимеризации также можно эксплуатировать в области сверхкритических параметров, соответствующей, как правило, более высоким значениям температуры и давления. Эксплуатация выше критической точки зависимости давление/температура (сверхкритическая фаза) может обеспечивать определенные преимущества. В одном из вариантов осуществления полимеризация может происходить в среде с соответствующей комбинацией температуры и давления. Например, полимеризация может происходить при давлении в диапазоне от приблизительно 400 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 2,8 МПа) до приблизительно 1000 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 6,9 МПа); в качестве альтернативы от приблизительно 550 фунт/кв. дюйм изб. (около 3,8 МПа) до приблизительно 650 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 4,5 МПа), в качестве альтернативы от приблизительно 600 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 4,1 МПа) до приблизительно 625 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 4,3 МПа); и температуре в диапазоне от приблизительно 150°F (приблизительно 66°С) до приблизительно 230°F (приблизительно 110°С), в качестве альтернативы от приблизительно 195°F (приблизительно 91°С) до приблизительно 220°F (приблизительно 104°С).

[0033] Для получения твердого полимера с определенными физическими и механическими свойствами можно регулировать концентрацию различных реагентов. Предполагаемое конечное использование продукта, который будет сформирован из твердого полимера, и способ его формирования определяют требуемые свойства этого продукта. Определение механических свойств включает испытания на растяжение, изгиб, ударопрочность, долговременную прочность при статической нагрузке, релаксацию напряжений и твердость. Определение физических свойств включает измерение плотности, молекулярной массы, молекулярно-массового распределения, температуры плавления, температуры перехода в стеклообразное состояние, температуры кристаллизации в расплавленном состоянии, плотности, симметричности молекулярной структуры, образованных трещин, длинноцепочечной разветвленности и реологических характеристик.

[0034] Концентрации, парциальные давления или оба свойства мономера, сомономера, водорода, сокатализатора, активатора-носителя, модификаторов и доноров электронов играют важную роль для обеспечения этих свойств смолы. Для управления плотностью продукта может быть использован сомономер. Для управления молекулярной массой продукта может быть использован водород. Сокатализаторы могут быть использованы для алкилирования, удаления вредных веществ и управления молекулярной массой. Активатор-носитель может быть использован для активации катализатора и в качестве носителя катализатора. Модификаторы могут быть использованы для управления свойствами продукта, а доноры электронов влияют на симметричность молекулярной структуры, молекулярно-массовое распределение или молекулярную массу. Кроме того, концентрацию вредных веществ сводят к минимуму, поскольку вредные вещества влияют на протекание реакций и свойства продукта.

[0035] Компоненты реакции полимеризации в реакторе(-ах), описанном в данном документе (например, петлевом реакторе 110 суспензионной полимеризации), могут включать олефиновые мономеры (например, этилен) и сомономеры (например, 1-гексен), разбавитель (например, изобутан, гексан, пропан или их комбинации), вещества для регулирования молекулярной массы (например, водород), а также любые другие требуемые сореагенты или добавки. Кроме того, компоненты реакции полимеризации могут включать катализатор, и, в некоторых случаях, сокатализатор. Подходящий катализатор для полимеризации мономеров и любых сомономеров может включать, среди прочих, катализатор(-ы) и, в некоторых случаях, сокатализатор (-ы), ускоритель(-и) или любую их комбинацию. Неограничивающие примеры подходящих каталитических систем включают катализаторы Циглера-Натта, катализаторы Циглера, хромистые катализаторы, хромоксидные катализаторы, хромоценовые катализаторы, металлоценовые катализаторы, никелевые катализаторы или их комбинации. Неограничивающие примеры сокатализатора включают триэтилбор, метилалюмоксан, алкилы, например, триэтилалюминий, или их комбинации. Подходящие активаторы-носители могут включать твердые сверхкислотные смеси. Каталитические системы, пригодные для использования согласно настоящему изобретению, были описаны, например, в патентах США №7,619,047; 7,790,820; 7,163,906 и 7,960,487; каждый из которых полностью включен в данный документ посредством ссылки.

[0036] Компоненты реакции могут быть введены во внутреннюю часть петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации через впускные патрубки или каналы, расположенные в определенных местах, например, трубопровод 102 подачи сырья. Любая комбинация компонентов реакции, указанных выше (и других, известных специалистам в данной области техники), вместе с любым катализатором, сокатализатором или ими обоими согласно настоящему описанию могут образовывать взвесь, т.е. суспензию, которая циркулирует по петле, образованной в петлевом реакторе 110 суспензионной полимеризации, например, как показано стрелками 117 направления течения.

[0037] Суспензия может циркулировать по петлевому реактору 110 суспензионной полимеризации и мономеры (и, в некоторых случаях, сомономеры) могут полимеризоваться с образованием продукта полимеризации. Продукт полимеризации может содержать продукт полимеризации в виде суспензии, продуктовую смесь или их комбинации.

[0038] В вариантах осуществления продукт полимеризации в виде суспензии может содержать твердый полимер и жидкую фазу разбавителя. В одном из вариантов осуществления продукт полимеризации в виде суспензии может содержать непрореагировавший мономер, непрореагировавший сомономер или их обоих в жидкой фазе. В дополнительных или альтернативных вариантах осуществления продукт полимеризации в виде суспензии может, как правило, содержать различные твердые частицы, полутвердые частицы, летучие вещества и нелетучие жидкости или их комбинации. В одном из вариантов осуществления продукт полимеризации в виде суспензии может содержать один или большее количество веществ из водорода, азота, метана, этилена, этана, пропилена, пропана, бутана, изобутана, пентана, гексана, 1-гексена и более тяжелых углеводородов. В одном из вариантов осуществления содержание этилена может составлять от приблизительно 0,1% масс. до приблизительно 15% масс., в качестве альтернативы от приблизительно 1,5% масс. до приблизительно 5% масс., в качестве альтернативы от приблизительно 2% масс. до приблизительно 4% масс. от общей массы жидкости в трубопроводе для продукта. Содержание этана может находиться в диапазоне от приблизительно 0,001% масс. до приблизительно 4% масс., в качестве альтернативы от приблизительно 0,2% масс. до приблизительно 0,5% масс. от общей массы материала в трубопроводе для продукта. Содержание изобутана может находиться в диапазоне от приблизительно 80% масс. до приблизительно 98% масс., в качестве альтернативы от приблизительно 92% масс. до приблизительно 96% масс., в качестве альтернативы приблизительно 95% масс. от общей массы материала в трубопроводе для продукта.

[0039] В вариантах осуществления продуктовая смесь может содержать твердый полимер и паровую фазу по меньшей мере части разбавителя. В дополнительных или альтернативных вариантах осуществления смесь может содержать непрореагировавшие газообразные мономеры или в некоторых случаях сомономеры (например, непрореагировавшие мономеры этилена, непрореагировавшие мономеры 1-бутена), газообразные побочные продукты, газообразные примеси или их комбинации. В контексте настоящего документа термин «непрореагировавший мономер», например, этилен, относится к мономеру, который был введен в реактор полимеризации в ходе реакции полимеризации, но не вошел в состав полимера. В контексте настоящего документа термин «непрореагировавший сомономер», например, 1-бутен, относится к сомономеру, который был введен в реактор полимеризации в ходе реакции полимеризации, но не вошел в состав полимера. Такие продуктовые смеси в газовой фазе могут присутствовать в том случае, если вместо петлевого суспензионного реактора или в дополнение к нему применяют газофазные реакторы.

[0040] В вариантах осуществления твердый полимерный продукт может содержать гомополимер, сополимер или их комбинации. Гомополимер, полимеры сополимера или они оба могут содержать многомодальный (например, бимодальный) полимер (например, полиэтилен). Например, твердый полимер может содержать как полиэтиленовый компонент полимера низкой плотности с относительно высокой молекулярной массой (HMWLD), так и полиэтиленовый компонент полимера высокой плотности с относительно низкой молекулярной массой (LMWHD). Подходящие полимеры различных типов могут быть охарактеризованы как имеющие различные плотности. Например, полимер типа I может быть охарактеризован как имеющий плотность в диапазоне от приблизительно 0,910 г/см³ до приблизительно 0,925 г/см³; в качестве альтернативы полимер типа II может быть охарактеризован как имеющий плотность от приблизительно 0,926 г/см³ до приблизительно 0,940 г/см³; в качестве альтернативы полимер типа III может быть охарактеризован как имеющий плотность от приблизительно 0,941 г/см³ до приблизительно 0,959 г/см³; в качестве альтернативы полимер типа IV может быть охарактеризован как имеющий плотность более чем приблизительно 0,960 г/см³. Твердый полимер может содержать другие полиолефиновые полимеры.

[0041] Продукт полимеризации (например, продукт полимеризации в виде суспензии) могут выводить из одного или большего количества реакторов, имеющихся в системе 100, например, петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации, через первый трубопровод 120. Отводимый продукт полимеризации могут передавать по первому трубопроводу 120 в разделительный сосуд 140. Трубопровод 120 может упоминаться как трубопровод быстрого испарения между реактором 110 и разделительным сосудом 140, в котором часть компонентов жидкой фазы, по существу все или все (например, 100%) компоненты жидкой фазы, присутствующие в продукте полимеризации, преобразуют в газофазные компоненты. Продукт полимеризации может быть перенесен в разделительный сосуд 140. Трубопровод быстрого испарения может иметь переменный внутренний диаметр, который может увеличиваться в направлении течения. В вариантах осуществления часть трубопровода быстрого испарения, расположенная ранее по ходу технологического процесса, может иметь внутренний диаметр от приблизительно 1 дюйма до приблизительно 8 дюймов, а часть, расположенная далее по ходу технологического процесса, может иметь внутренний диаметр от приблизительно 2 дюймов до приблизительно 10 дюймов.

[0042] В одном из вариантов осуществления продукт полимеризации в виде суспензии в продукте полимеризации в трубопроводе 120 может быть преобразован по меньшей мере частично в продуктовую смесь в газовой фазе. Таким образом, в вариантах осуществления продукт полимеризации, переносимый по трубопроводу 120, может находиться в состоянии жидкого продукта полимеризации в виде суспензии (например, суспензии из твердого полимера и разбавителя в жидкой фазе, непрореагировавшего мономера/сомономера или любой их комбинации), продуктовой смеси в газовой фазе (например, твердого полимера и разбавителя в газовой фазе, непрореагировавшего мономера/сомономера или любой их комбинации) или их комбинации (например, трехфазной смеси жидкого и газообразного разбавителя, непрореагировавшего мономера/сомономера или любой их комбинации, а также твердого полимера), а состояние продукта полимеризации может зависеть от условий (например, температуры и давления), имеющих место в данном участке трубопровода 120.

[0043] В одном из вариантов осуществления продукт полимеризации, отводимый из петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации, могут переносить по трубопроводу 120 за счет перепада давления между рабочим давлением петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации и давлением в разделительном сосуде 140. В одном из вариантов осуществления продукт полимеризации (например, продукт полимеризации в виде суспензии, смеси или их комбинации) могут переносить по трубопроводу 120, который может содержать клапан постоянного отвода (СТО), такой как клапан 122 отвода, с получением смеси по меньшей мере частично с газовой фазой (например, смеси разбавителя в газовой фазе, непрореагировавшего мономера/сомономера или любой их комбинации, а также твердого полимера). Положение разделительного сосуда 140 относительно петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации может быть отрегулировано для переноса отводимого полимерного продукта за счет общего перепада давления, например, чтобы свести к минимуму или уменьшить количество оборудования, выделяемого для переноса полимерного продукта, испарения всей жидкости из полимерного продукта или для осуществления комбинации указанных задач. В одном из вариантов осуществления общий перепад давления может представлять собой единственный способ переноса полимерного продукта между петлевым реактором 110 суспензионной полимеризации и разделительным сосудом 140.

[0044] Разделительный сосуд 140 может извлекать твердый полимер из смеси, принимаемой из трубопровода 120. В одном или большем количестве вариантов осуществления, описанных в данном документе, продукт полимеризации, вытекающий из трубопровода 120 (например, смесь твердого полимера и по меньшей мере часть, по существу все или все остальные компоненты, например, разбавитель, непрореагировавший мономер/сомономер или любая их комбинация, в газовой фазе), может быть разделен в разделительном сосуде 140 на твердый полимер в трубопроводе 144 и один или большее количество газов в трубопроводе 142.

[0045] Для разделения продукта полимеризации на твердый полимер и газы может быть использован любой подходящий способ. Например, разделительный сосуд 140 может содержать парожидкостный сепаратор. Подходящие варианты осуществления парожидкостного сепаратора могут включать дистилляционную колонну, испарительный резервуар, фильтр, мембрану, реактор, абсорбирующее вещество, адсорбирующее вещество, молекулярное сито, циклон или их комбинации. В одном из вариантов осуществления сепаратор содержит испарительный резервуар. Без привязки к какой-либо конкретной теории такой испарительный резервуар может содержать сосуд, выполненный с возможностью испарения, извлечения или испарения и извлечения компонентов с низким давлением паров из высокотемпературной текучей среды, текучей среды под высоким давлением или из высокотемпературной текучей среды под высоким давлением.

[0046] В одном из вариантов осуществления разделительный сосуд 140 может быть выполнен таким образом, что продукт полимеризации из трубопровода 120 может разделяться на компоненты в твердой и жидкой (например, конденсат) фазах в трубопроводе 144 и компоненты в газовой (например, пар) фазе в трубопроводе 142. Жидкость или конденсат может содержать твердый полимер (например, полиэтилен) и любые компоненты в жидкой фазе, например, разбавитель, непрореагировавший мономер/сомономер или их обоих, и в некоторых вариантах осуществления по трубопроводу 144 протекает более концентрированная суспензия по сравнению с продуктом в виде суспензии в трубопроводе 120. Газ или пар могут содержать летучие растворители, разбавитель, непрореагировавшие мономеры и, в некоторых случаях, сомономеры, отходящие газы (например, побочные продукты реакции, например, примеси и т.п.) или любую их комбинацию. Разделительный сосуд 140 может быть выполнен таким образом, что продукт полимеризации, вытекающий из трубопровода 120, подвергают мгновенному испарению под воздействием нагревания, снижения давления или комбинации указанных способов, в результате чего повышается энтальпия трубопровода. Это может быть осуществлено с помощью нагревателя, нагревателя с трубопроводом быстрого испарения, с применением различных других операций, общеизвестных в данной области техники, или комбинаций указанных способов. Например, нагреватель с трубопроводом быстрого испарения, содержащий двойную трубу, может осуществлять теплообмен с помощью горячей воды или пара. Такой нагреватель с трубопроводом быстрого испарения может увеличивать температуру в трубопроводе 120 при одновременном снижении давления в нем.

[0047] В одном из альтернативных вариантов осуществления разделительный сосуд 140 может быть выполнен таким образом, что продукт полимеризации из трубопровода 120 может быть разделен на твердый полимер в трубопроводе 144, в котором по существу или полностью отсутствуют какие-либо компоненты в жидкой фазе, и один или большее количество газов в трубопроводе 142. Подходящие способы разделения включают дистилляцию, испарение, быстрое испарение, фильтрацию, просеивание через мембрану, абсорбирование, адсорбирование, циклонирование, гравитационное осаждение (или их комбинации) продукта полимеризации, принимаемого в разделительный сосуд 140 из трубопровода 120.

[0048] В одном из вариантов осуществления разделительный сосуд 140 может работать при давлении от приблизительно 50 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 0,35 МПа) до приблизительно 500 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 3,45 МПа); в качестве альтернативы от приблизительно 130 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 0,90 МПа) до приблизительно 190 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 1,31 МПа); и в качестве еще одной альтернативы при рабочем давлении приблизительно 135 фунт/кв. дюйм изб. (приблизительно 0,93 МПа).

[0049] В одном или большем количестве вариантов осуществления газ в трубопроводе 142 может содержать водород, азот, метан, этилен, этан, пропилен, пропан, бутан, изобутан, пентан, гексан, 1-гексен и более тяжелые углеводороды. В одном из вариантов осуществления содержание этилена может составлять от приблизительно 0,1% масс. до приблизительно 15% масс., в качестве альтернативы от приблизительно 1,5% масс. до приблизительно 5% масс. или в качестве альтернативы от приблизительно 2% масс. до приблизительно 4% масс. от общей массы вещества в трубопроводе. Содержание этана может составлять от приблизительно 0,001% масс. до приблизительно 4% масс., в качестве альтернативы от приблизительно 0,2% масс. до приблизительно 0,5% масс. от общей массы вещества в трубопроводе. Содержание изобутана может составлять от приблизительно 80% масс. до приблизительно 98% масс., в качестве альтернативы от приблизительно 92% масс. до приблизительно 96% масс., или, в качестве альтернативы, приблизительно 95% масс. от общей массы вещества в трубопроводе.

[0050] Разделительный сосуд 140 может дополнительно содержать любое оборудование, связанное с разделительным сосудом 140, например, устройства управления (например, ПИД управляющее устройство) и измерительные приборы (например, термопары), а также устройства для измерения и регулирования уровня.

[0051] В одном из вариантов осуществления суспензию могут извлекать из петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации с использованием одного или большего количества отстойников. Отстойник может представлять собой альтернативное или дополнительное к трубопроводу 120 устройство для извлечения. В этом варианте осуществления часть продукта в виде суспензии могут непрерывно или периодически выпускать из петли реактора в относительно короткий сегмент трубопровода, который расположен, как правило, вертикально по отношению к горизонтальному трубопроводу петли. Скорость выпускания или объем выпускаемого продукта в виде суспензии можно регулировать с помощью клапана приемника и в наклонной (боковой стабилизирующей) стойке. После приема продукта в виде суспензии и, в частности, твердого полимерного продукта, отходящие продукты реактора могут быстро испарять, чтобы извлечь твердый полимер из жидкостей (например, разбавителя, мономера, сомономера и т.д.). Для осуществления этого этапа разделения могут быть использованы различные способы, которые включают, среди прочих, быстрое испарение, которое может включать любую комбинацию нагревания и снижения давления, разделение с помощью циклонирования в любом циклоне или гидроциклоне или разделение с помощью центрифугирования. Твердый полимерный продукт, который содержит часть, по существу всю или всю извлекаемую жидкость, затем могут передавать в один или большее количество блоков дальнейшая переработки.

[0052] В одном из вариантов осуществления по меньшей мере одно устройство, создающее движущую силу, например, насос 150, может создавать циркуляцию текучей суспензии (например, реакционной смеси в виде суспензии) в петлевом реакторе 110 суспензионной полимеризации, причем направление течения может соответствовать стрелкам 117 направления течения. В некоторых вариантах осуществления два или большее количество устройств, создающих движущую силу, могут создавать циркуляцию текучей суспензии в петлевом реакторе 110 суспензионной полимеризации. Для целей данного описания реакционную смесь в виде суспензии определяют как содержимое реактора (например, петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации). Когда реакционная смесь в виде суспензии отведена из реактора, суспензия может упоминаться как «продукт полимеризации в виде суспензии».

[0053] Как правило, клапаны управления давлением, например, клапаны отвода (например, клапан 122 отвода), могут быть расположены в различных местах вдоль петлевого реактора 110 суспензионной полимеризации и такие клапаны могут быть расположены ранее или далее по ходу технологического процесса относительно насосов. Для целей данного описания термины «ранее по ходу технологического процесса» и «далее по ходу технологического процесса» определяют по отношению к каждому отдельному устройству, такому как, например, насос или клапан. Как правило, петлевой реактор суспензионной полимеризации, например, петлевой реактор 110 суспензионной полимеризации, можно охарактеризовать по линейному расстоянию вдоль длины реактора (например, внутреннему расстоянию, проходимому реакционной смесью при ее циркуляции по реактору). Для целей данного описания термин «далее по ходу технологического процесса» в части, касающейся конкретного устройства (например, насоса, клапана и т.д.), относится к половине линейной длины реактора, начиная с места, где устройство (в случае насоса) или трубопровод, содержащий устройство (в случае клапана) соприкасается с петлевым реактором суспензионной полимеризации, а также в направлении течения суспензии через петлевой реактор суспензионной полимеризации. Кроме того, для целей данного описания термин «ранее по ходу технологического процесса» в части, касающейся конкретного устройства (например, насоса, клапана и т.д.), относится к половине линейной длины реактора, начиная с места, где устройство (в случае насоса) или трубопровод, содержащий устройство (в случае клапана) соприкасается с петлевым реактором суспензионной полимеризации, а также в направлении, противоположном направлению течения суспензии через петлевой реактор суспензионной полимеризации.

[0054] Как будет очевидно для специалиста в данной области техники и в соответствии с этим описанием, если для циркуляции суспензии в петлевом реакторе суспензионной полимеризации используется более чем один насос, устройство, расположенное ранее по ходу технологического процесса относительно первого насоса, может быть расположено далее по ходу технологического процесса относительно второго насоса. Например, клапан отвода может быть расположен ранее по ходу технологического процесса относительно первого насоса и далее по ходу технологического процесса относительно второго насоса. Аналогично этому, как будет очевидно для специалиста в данной области техники и в соответствии с этим описанием, устройство, расположенное ранее по ходу технологического процесса относительно клапана, может быть расположено далее по ходу технологического процесса относительно другого клапана. Например, насос может быть расположен ранее по ходу технологического процесса относительно первого клапана и далее по ходу технологического процесса относительно второго клапана. В качестве другого примера, первый клапан может быть расположен ранее по ходу технологического процесса относительно второго клапана и далее по ходу технологического процесса относительно третьего клапана и в то же время третий клапан может быть ранее по ходу технологического процесса относительно первого клапана, а второй клапан может быть далее по ходу технологического процесса относительно первого клапана.

[0055] В одном из вариантов осуществления способ полимеризации, описанный в настоящем документе, может включать определение изменения давления реакционной смеси в виде суспензии далее по ходу технологического процесса относительно насоса, причем датчик давления, например, датчик Р_о давления в варианте осуществления по фиг. 1, может быть расположен далее по ходу технологического процесса относительно насоса и может быть способным определять локальное давление реакционной смеси в виде суспензии далее по ходу технологического процесса относительно насоса.

[0056] В некоторых вариантах осуществления петлевой реактор суспензионной полимеризации может содержать множество насосов, причем изменение давления реакционной смеси в виде суспензии могут определять далее по ходу технологического процесса относительно каждого насоса с помощью одного или большего количества датчиков давления, например, датчика Р_о давления в варианте осуществления по фиг. 1. В таком варианте осуществления один или большее количество датчиков давления может быть расположено далее по ходу технологического процесса относительно каждого насоса и эти датчики могут определять локальное давление реакционной смеси в виде суспензии далее по ходу технологического процесса относительно каждого насоса. Датчик давления, как правило, соединяют с управляющим давлением устройством (которое является частью системы управления давлением), например, посредством линии управления, причем линии управления способны передавать информацию, касающуюся давления, от датчика давления на управляющее давлением устройство.

[0057] В одном из вариантов осуществления система управления давлением может содержать управляющее давлением устройство, причем управляющее давлением устройство может принимать сигналы от одного или большего количества датчиков давления, расположенных далее по ходу технологического процесса относительно каждого насоса. Система управления давлением может управлять одним или большим количеством клапанов отвода.

[0058] Как правило, клапан 122 отвода обеспечивает отвод части реакционной смеси в виде суспензии, причем часть реакционной смеси в виде суспензии непрерывно отводят из реактора полимеризации (например, реактора полимеризации 110, 111, 180) пропорционально положению клапана отвода. Клапаны 122 отвода могут иметь различные положения, позволяющие управлять объемным расходом через клапан, что, таким образом, позволяет управлять количеством материала, проходящего через клапан. Отвод части реакционной смеси в виде суспензии через клапан отвода может приводить к изменению концентрации суспензии в зависимости от динамических характеристик клапана отвода. Например, конструкция и местоположение сопла клапана отвода могут учитывать необходимость приема из реактора текучей среды, имеющей более высокую концентрацию полимера и более низкую концентрацию разбавителя по сравнению со средней концентрацией полимера и концентрацией разбавителя в реакционной смеси в реакторе полимеризации. Таким образом, отвод потока продукта из реактора полимеризации может приводить к уменьшению концентрации полимера в реакционной смеси в реакторе полимеризации, которая расположена далее по ходу технологического процесса относительно клапана отвода.

[0059] В одном из вариантов осуществления способ полимеризации, описанный в данном документе, может включать генерирование с помощью управляющего давлением устройства 162 сигнала приведения в действие клапана отвода для клапана 122 отвода в зависимости от изменения давления (например, перепада давления), причем часть реакционной смеси в виде суспензии могут непрерывно отводить из реактора полимеризации пропорционально положению клапана отвода и причем реакционную смесь в виде суспензии могут удерживать в реакторе полимеризации, если клапан отвода установлен в закрытое положение, причем давлением в реакторе можно управлять, управляя положением клапана отвода.

[0060] В одном из вариантов осуществления клапан отвода может позволять отводить часть реакционной смеси в виде суспензии из петлевого реактора суспензионной полимеризации. Отвод части реакционной смеси в виде суспензии из петлевого реактора суспензионной полимеризации приводит к локальному изменению концентрации твердых частиц (например, частиц полимера) в реакционной смеси в виде суспензии. Как будет очевидно для специалиста в данной области техники и в соответствии с этим описанием, от конструкции клапана отвода (например, конструкции сопла клапана отвода) зависит то, в каком виде реакционная смесь в виде суспензии выходит из петлевого реактора суспензионной полимеризации с точки зрения концентрации твердых веществ, отводимых через клапан.

[0061] В одном из вариантов осуществления средняя концентрация частиц полимера в реакционной смеси в виде суспензии может быть большей, чем приблизительно 30% масс., большей, чем приблизительно 40% масс., большей, чем приблизительно 45% масс., или большей, чем приблизительно 50% масс., в расчете на общую массу реакционной смеси в виде суспензии. Как будет очевидно для специалиста в данной области техники и в соответствии с этим описанием, концентрация частиц полимера может изменяться вдоль петлевого реактора суспензионной полимеризации, а средняя концентрация частиц полимера в реакционной смеси в виде суспензии учитывает изменение концентрации частиц полимера в различных областях петлевого реактора суспензионной полимеризации, причем в некоторых случаях это изменение может быть связано с перемещением суспензии (которое отлично от равномерного движения раствора).

[0062] В вариантах осуществления, в которых клапан отвода позволяет отводить часть реакционной смеси в виде суспензии из реактора полимеризации (например, клапан отвода находится в открытом положении), концентрация частиц полимера далее по ходу технологического процесса относительно клапана отвода может быть меньшей, чем средняя концентрация частиц полимера (например, средняя концентрация частиц полимера в реакционной смеси в виде суспензии).

[0063] Как будет очевидно для специалиста в данной области техники и в соответствии с этим описанием, изменение локальной концентрации приводит к изменению локальной плотности суспензии. Когда суспензия, плотность которой изменилась, протекает через петлевой реактор суспензионной полимеризации мимо насоса, величина перепада давления в насосе изменяется и, кроме того, изменяется мощность, потребляемая насосом. Как перепад давления, так и мощность, потребляемая насосом, могут изменяться в зависимости от плотности суспензии. Изменение перепада давления в насосе может приводить к колебаниям локального давления непосредственно далее по ходу технологического процесса от насоса. Управляющее давлением устройство может принимать сигнал от датчика давления, указывающий, что давление далее по ходу технологического процесса относительно насоса изменилось, и управляющее давлением устройство 162 может приводить в действие выпускные клапаны для поддержания давления в суспензии в соответствии с заданным значением, что может приводить к изменению давления в реакторе.

[0064] В одном из вариантов осуществления управляющее давлением устройство 162 может открывать клапан отвода в качестве реакции на повышение давления. В другом варианте осуществления управляющее давлением устройство может закрывать клапан отвода в качестве реакции на снижение давления.

[0065] Если изменение давления представляет собой снижение давления (например, давление понижено), управляющее давлением устройство может перемещать клапаны отвода в направлении закрытого положения, а это, в свою очередь, приводит к тому, что датчик давления, расположенный далее по ходу технологического процесса относительно следующего насоса, мимо которого протекает реакционная смесь в виде суспензии, указывает более высокий перепад давления в насосе вследствие относительно более высокой концентрации твердых частиц (и, соответственно, более высокой плотности суспензии). Более высокий перепад давления в насосе приводит к тому, что система управления давлением перемещает клапаны отвода в направлении открытого положения, что приводит к понижению концентрации твердых частиц (и, соответственно, понижению плотности суспензии). Это может приводить к тому, что датчик давления, расположенный далее по ходу технологического процесса относительно следующего насоса, мимо которого протекает реакционная смесь в виде суспензии, указывает более низкий перепад давления в насосе.

[0066] При использовании реактора полимеризации в дальнейшем может формироваться цикл изменения давления. Когда управляющее давлением устройство перемещает клапан или клапаны отвода в направлении открытого положения, может уменьшаться плотность суспензии в клапанах отвода или вблизи них. Когда суспензия с пониженной плотностью протекает по петле к насосу, это может приводить к снижению давления в насосе, что может быть определено в петле датчиком давления. В качестве реакции на это управляющее давлением устройство может перемещать клапан или клапаны отвода в направлении закрытого положения, в результате чего может повышаться плотность суспензии на клапане или клапанах отвода или вблизи клапана или клапанов отвода. Когда суспензия с повышенной плотностью протекает по петле к насосу, это может приводить к повышению давления в насосе, что может быть определено в петле датчиком давления. Затем управляющее давлением устройство может повторять цикл и перемещать клапан или клапаны отвода в направлении открытого положения. Таким образом, начальное отклонение значения перепада давления в насосе может быть усилено и может распространяться циклическим образом с соответствующим отклонением мощности насоса. Циклическое изменение перепада давления в насосе и мощности насоса, как правило, связано с количеством времени, в течение которого реакционная смесь в виде суспензии протекает от клапана отвода до следующего насоса. Например, увеличение плотности суспензии в клапане отвода или вблизи него может иметь замедленное влияние на давление суспензии в течение времени, за которое суспензия с увеличенной плотностью протекает от клапана отвода до насоса. Это замедление может быть учтено в соответствующей схеме управления, описанной в этом документе, для уменьшения колебаний давления в реакторе.

[0067] В одном из вариантов осуществления система управления давлением может быть использована для управления колебаниями давления в реакторе. Один из примеров системы полимеризации, содержащей систему управления давлением для уменьшения колебаний давления, показан на фиг. 3, на которой представлено схематическое изображение технологического способа в соответствии с одним из вариантов осуществления системы 190 полимеризации. Продукт полимеризации может быть получен в петлевом реакторе 111 суспензионной полимеризации, который может быть идентичным или аналогичным петлевому реактору 110 или 180 суспензионной полимеризации, описанному со ссылкой на фиг. 1 или фиг. 2. По меньшей мере одно устройство, создающее движущую силу, например, насос 151, может создавать циркуляцию текучей суспензии (например, реакционной смеси в виде суспензии) в петлевом реакторе 111 суспензионной полимеризации, причем направление течения может соответствовать стрелкам 117 направления течения. Система 190 полимеризации может содержать один или большее количество клапанов отвода, например, первый клапан 122а отвода, второй клапан 122b отвода и/или третий клапан 122с отвода. Датчик 160 давления может измерять давление реакционной смеси в виде суспензии далее по ходу технологического процесса относительно насоса 151. Датчик 160 давления может включать, в некоторых аспектах, среду передачи сигнала давления, например, датчик 160 давления соединяют с управляющим давлением устройством 162 посредством линии 161 управления. Управляющее давлением устройство соединено с возможностью передачи сигналов с одним или большим количеством клапанов отвода, например, первым клапаном 122а отвода, вторым клапаном 122b отвода и третьим клапаном 122с отвода, посредством линий 125 управления.

[0068] Управляющее давлением устройство 162, как правило, служит для определения давления суспензии в одном или большем количестве мест в реакторе 111 полимеризации и генерирования сигнала приведения в действие (например, сигнала управления) для приведения в действие одного или большего количества клапанов отвода, например, первого клапана 122а отвода, второго клапана 122b отвода и третьего клапана 122с отвода. Сигнал приведения в действие может быть сгенерирован с возможностью поддержания заданного значения давления суспензии. Управляющее давлением устройство 162 может быть реализовано с использованием программируемого логического управляющего устройства (ПЛУУ), которое может быть реализовано с использованием автономного устройства, может работать как приложение, выполняемое на процессоре, или может быть реализовано с применением обоих способов.

[0069] Датчик 160 давления может представлять собой любой подходящий датчик давления и причем датчик 160 давления может быть размещен в любом из мест, описанных в настоящем документе, в том числе во впускном трубопроводе 202 для сырья, в реакторе 111 полимеризации или в любом другом подходящем месте. Датчик 160 давления может генерировать выходной сигнал в качестве реакции на определение давления суспензии. Выходной сигнал может включать любые соответствующие сигналы, такие как электрические сигналы, пневматические сигналы, механические сигналы или т.п. Затем управляющее давлением устройство 162 может использовать эти сигналы для определения давления суспензии в месте расположения датчика 160 давления.

[0070] В одном из вариантов осуществления управляющее давлением устройство 162 может быть выполнено с возможностью определения соответствующего выходного сигнала для приведения в действие одного или большего количества клапанов отвода, например, первого клапана 122а отвода, второго клапана 122b отвода и/или третьего клапана 122с отвода. Для упрощения вначале будет описано использование сигнала приведения в действие для одного клапана 122с отвода, хотя такой сигнал приведения в действие может быть применен в отношении любого или всех клапанов отвода, связанных с реактором полимеризации. Как описано выше, если управляющее давлением устройство 162 определяет, что давление суспензии превышает заданное значение, управляющее давлением устройство 162 может генерировать сигнал приведения в действие для перемещения клапана 122с отвода в направлении открытого положения. Сигнал приведения в действие может открывать клапан 122с отвода в направлении открытого положения для увеличения количества суспензии, отводимой из реактора 111 полимеризации, но не обязательно полностью открывает клапан 122с отвода. Например, сигнал приведения в действие может перемещать клапан 122с отвода в направлении открытого положения на определенный процент от полностью открытого положения с уменьшением давления суспензии до требуемого заданного значения давления.

[0071] Аналогичным образом, если управляющее давлением устройство 162 определяет, что давление суспензии ниже заданного значения, управляющее давлением устройство 162 может генерировать сигнал приведения в действие для перемещения клапана 122с отвода в направлении закрытого положения. Сигнал приведения в действие может закрывать клапан 122с отвода в направлении закрытого положения для уменьшения количества суспензии, выводимой из реактора 111 полимеризации, но не обязательно полностью закрывает клапан 122с отвода. Например, сигнал приведения в действие может перемещать клапан 122с отвода в направлении закрытого положения на определенный процент от полностью закрытого положения (состояние полного закрытия будет эквивалентно нулевому проценту открытия) с повышением давления суспензии до заданного значения.

[0072] Как уже отмечалось в настоящем документе, изменение давления происходит в результате изменения плотности суспензии, проходящей через насос 151, который может функционировать на основании рабочей характеристики или уравнения мощности. В одном из вариантов осуществления приведенное в качестве примера уравнение мощности может быть выражено следующим образом:

где Р представляет собой мощность; Q представляет собой объемный расход в галлонах в минуту; Н представляет собой гидростатический напор (например, дифференциальное гидравлическое давление, dP) в фунтах на кв. дюйм; ρ представляет собой плотность текучей среды в фунт/фт³; μ представляет собой КПД насоса в процентах (%), который определяется конкретной конструкцией насоса, а С представляет собой коэффициент согласования размерностей. Как показано в этом уравнении, изменение расхода и гидростатического напора ограничено при изменении плотности реакционной смеси, протекающей через осевой насос.

[0073] Таким образом, результирующее изменение давления происходит в момент времени, отложенный от времени приведения в действие на величину времени между временем приведения в действие клапана 122с отвода и временем связанного с ним изменения плотности суспензии в насосе 151. Это время отсроченной реакции может быть вычислено на основании расхода суспензии, проходящей через реактор 111 полимеризации. Например, при делении общего расстояния, проходимого суспензией между клапаном 122с отвода и насосом 151, на скорость суспензии получают приблизительное время отсроченной реакции, через которое происходит изменение давления суспензии далее по ходу технологического процесса относительно насоса 151.

[0074] Согласно фиг. 3, для учета изменения плотности и связанного с ним изменения давления в системе управления на клапан 122с отвода отправляют поправку к сигналу приведения в действие, а в некоторых вариантах осуществления для учета разности между временем приведения в действие клапана 122с отвода и временем, когда суспензия достигает расположенного далее по ходу технологического процесса насоса 151, к скорректированному сигналу приведения в действие может быть применена временная задержка. Эта поправка к сигналу приведения в действие, как правило, может быть использована для определения ожидаемого изменения давления из-за влияния изменения плотности суспензии на насос. При определении и корректировании прогнозируемого изменения давления циклические изменения давления и мощности насоса могут быть уменьшены или исключены с одновременным эффективным поддержанием давления суспензии на уровне или вблизи заданного значения. В одном из вариантов осуществления использование коррекции сигнала приведения в действие клапана отвода может уменьшать колебания мощности насоса 151 по сравнению с регулировкой положения клапана 122с отвода без применения коррекции.

[0075] В одном из вариантов осуществления коррекция может быть применена для ослабления сигнала приведения в действие, передаваемого управляющим давлением устройством 162 на клапан отвода, например, клапан 122с отвода. Например, если клапан 122с отвода перемещают в направлении закрытого положения, плотность суспензии может увеличиваться. Когда суспензия с увеличенной плотностью достигает насоса 151, мощность, потребляемая насосом, может увеличиваться, а также может увеличиваться давление суспензии. Затем управляющее давлением устройство 162 может генерировать сигнал приведения в действие для перемещения клапана 122с отвода в направлении открытого положения. Может быть применена коррекция для уменьшения амплитуды сигнала приведения в действие для перемещения клапана 122с отвода в направлении открытого положения. Аналогичным образом, любое снижение давления из-за, например, перевода клапана 122с отвода в открытое положение, может привести к генерированию управляющим давлением устройством сигнала приведения в действие для перемещения клапана 122с отвода в направлении закрытого положения. К сигналу приведения в действие может быть применена поправка для уменьшения значения, на которое клапан 122с отвода перемещается в направлении закрытого положения. В результате применения коррекции впоследствии может быть уменьшено результирующее изменение давления в реакторе 111 полимеризации.

[0076] Величина или значение поправки может быть определена с использованием различных критериев. В одном из вариантов осуществления величина или значение поправки может зависеть от изменения мощности насоса по отношению к среднему по времени значению мощности насоса. Например, мощность насоса может быть усреднена за период времени, соответствующий продолжительности приблизительно от 1 до 10 периодов циркуляции или приблизительно от 2 до 5 периодов циркуляции суспензии по полной петле реактора в реакторе полимеризации. Для целей данного описания период циркуляции соответствует интервалу времени, за которое часть (например, сгусток) реакционной смеси в виде суспензии перемещается по всей длине петлевого реактора суспензионной полимеризации, причем принимают, что ни одну из частей (например, сгусток) реакционной смеси в виде суспензии не отводят из реактора. Величина колебания мощности насоса в качестве реакции на каждое приведение в действие клапана 122с отвода по отношению к среднему по времени значению затем может быть использовано для определения колебания мощности насоса. Например, значение колебаний мощности насоса может быть вычислено путем вычитания усредненного по времени показания мощности или давления насоса из текущего показания, причем текущее показание представляет собой мгновенное или усредненное по времени показание в течение короткого периода времени (например, в течение времени, соответствующего от приблизительно 1% до приблизительно 20% от периода циркуляции).

[0077] Колебания мощности насоса могут коррелировать с процентом от общего диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода, генерируемого управляющим давлением устройством. Эта корреляция может быть определена с помощью известных или хронологических данных для реактора 111 полимеризации и может изменяться в зависимости от конкретного типа используемого насоса, характера сигнала приведения в действие, типа управления используемыми клапанами отвода и т.п. Если поправка представляет собой процент от общего диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода, генерируемого управляющим давлением устройством 162, коэффициент поправки может составлять от приблизительно 0,05% до приблизительно 2%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 1%, от приблизительно 0,2% до приблизительно 0,9% или приблизительно от 0,25% до приблизительно 0,75% от диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

[0078] Поправка может иметь верхний порог, а управляющее давлением устройство 162 может быть выполнено с возможностью предотвращения применения поправки к сигналу приведения в действие при превышении верхнего порога. Использование верхнего порога может быть целесообразным для обеспечения соответствующего функционирования управляющего давлением устройства 162 и связанных с ним клапанов 122а, 122b, 122с отвода во время запуска, остановки, в случае сбоя, в аварийных ситуациях или при любой комбинации указанных режимов и ситуаций. В одном из вариантов осуществления верхний порог может составлять от приблизительно 0,5% до приблизительно 2% от диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

[0079] Поправка к сигналу приведения в действие может быть применена вплоть до вычисления новой поправки на основании изменившихся входных сигналов на управляющем давлением устройстве 162. В некоторых вариантах осуществления давление, мощность или оба параметра могут непрерывно или периодически контролировать и на основании обновляемых значений измерений могут осуществлять перерасчет отклонений от среднего давления, средней мощности или обоих параметров. Величину поправки могут обновлять с изменениями давления, изменениями мощности насоса или обоих параметров и применять к сигналу приведения в действие. В некоторых вариантах осуществления применение коэффициента поправки к сигналу приведения в действие могут осуществлять с временной задержкой, как описано более подробно в данном документе.

[0080] В некоторых вариантах осуществления управляющее давлением устройство 162 может быть выполнено с возможностью применения коэффициента настройки к поправке для дополнительной настройки изменения мощности, потребляемой насосом. Коэффициент настройки может быть использован для уменьшения вероятности того, что применение поправки вызовет дополнительные эффекты в системе внутри реактора полимеризации. Кроме того, коэффициент настройки может позволять медленнее уменьшать изменения с помощью поправки. В одном из вариантов осуществления коэффициент настройки может представлять собой коэффициент от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,7, от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,5, от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,45 или от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,4. Коэффициент настройки может быть непосредственно применен к коэффициенту поправки для уменьшения величины коэффициента поправки, применяемого к сигналу приведения в действие, генерируемому управляющим давлением устройством 162.

[0081] В некоторых вариантах осуществления к поправке, генерируемой управляющим давлением устройством 162, может быть применена временная задержка, чтобы отсрочить момент, в который поправка будет применена к сигналу приведения в действие. Временная задержка, используемая для применения сигнала поправки, может быть основана на количестве времени, за которое суспензия протекает от насоса 151 по реактору 111 полимеризации до клапана 122с отвода. Временная задержка может быть вычислена путем умножения общего времени циркуляции суспензии, проходящей один раз через реактор 111 полимеризации, на коэффициент величины длины пути течения от насоса 151 до клапана 122с отвода. Применение поправки с временной задержкой позволяет применять поправку в конкретный момент времени для корректирования циклических колебаний давления, мощности насоса или обоих параметров.

[0082] Управляющее давлением устройство 162 может быть выполнено с возможностью постоянного обеспечения сигнала приведения в действие на основании обновляемых измеряемых значений давления, мощности насоса или обоих параметров. Управляющее давлением устройство 162 может продолжать выдавать сигнал приведения в действие на клапан 122с отвода на основании обновляемых измеряемых значений. При этом управляющее давлением устройство 162 также может непрерывно или периодически обновлять сигнал поправки. Однако сигнал поправки могут не применять в момент времени, который определен управляющим давлением устройством 162. Напротив, временная задержка может быть применена к сигналу поправки таким образом, что сигнал коррекции, определенный в первый момент времени на основании измеренных значений для первого момента времени, не применяют до тех пор, пока не наступит второй момент времени. Второй момент времени может представлять собой первый момент времени с добавлением временной задержки. Поправка и любой дополнительный коэффициент настройки могут быть применены во второй момент времени к сигналу приведения в действие, генерируемому управляющим давлением устройством 162 во второй момент времени, причем сигнал приведения в действие, генерируемый во второй момент времени, может быть основан на показаниях давления, мощности насоса или обоих параметрах, считанных во второй момент времени. Затем применение с задержкой коэффициента поправки к сигналу приведения в действие может позволять скорректировать сигнал приведения в действие, уменьшив любые изменения давления, мощности, потребляемой насосом, или обоих параметров.

[0083] Реактор 111 полимеризации могут использовать с управляющим давлением устройством 162 и связанными с ним датчиками и клапанами отвода, например, клапаном 122с отвода, для осуществления способа полимеризации. Способ полимеризации могут осуществлять с использованием реактора в любой из описанных в данном документе конфигураций. В одном из вариантов осуществления способ полимеризации может включать циркуляцию реакционной смеси в виде суспензии в петлевом реакторе полимеризации с использованием способа полимеризации. Реакционная смесь в виде суспензии может циркулировать с помощью устройства, создающего движущую силу, например, насоса 151. Реакционная смесь в виде суспензии может содержать олефин, катализатор и полимерные частицы, которые являются продуктом реакции полимеризации.

[0084]

[0085] Когда реакционная смесь в виде суспензии циркулирует в петлевом реакторе полимеризации, изменение давления в реакционной смеси в виде суспензии может быть определено далее по ходу технологического процесса относительно насоса 151. Согласно настоящему описанию изменение давления может быть определено датчиком 160 давления и передано на управляющее давлением устройство 162. Управляющее давлением устройство 162 затем может генерировать сигнал приведения в действие для регулировки положения одного или большего количества клапанов 122а, 122b, 122с отвода для управления давлением в петлевом реакторе полимеризации с целью поддержания заданного значения давления. Из-за конструкции клапана 122с отвода текучая среда в реакционной смеси полимеризации далее по ходу технологического процесса относительно клапана 122с отвода в петлевом реакторе полимеризации может иметь концентрацию полимерных частиц в реакционной смеси в виде суспензии, которая является меньшей, чем средняя концентрация полимерных частиц в реакционной смеси в реакторе полимеризации. Аналогичным образом, концентрация полимерных частиц в выпускном трубопроводе далее по ходу технологического процесса относительно клапана(-ов) отвода может быть большей по сравнению со средней концентрацией полимерных частиц в реакторе полимеризации.

[0086] Как правило, сигнал приведения в действие, сгенерированный с возможностью перемещения клапана отвода, например, клапана 122с отвода, в направлении закрытого положения, может повышать давление в петлевом реакторе полимеризации, а сигнал приведения в действие, сгенерированный с возможностью перемещения клапана 122с отвода в направлении открытого положения, может понижать давление в петлевом реакторе полимеризации. Таким образом, любые регулировки положения клапана отвода могут приводить к изменению давления в петлевом реакторе полимеризации в зависимости от того, каким образом отрегулирован клапан 122с отвода. В одном из вариантов осуществления управляющее давлением устройство может генерировать поправку к сигналу приведения в действие клапана отвода. Величина поправки может зависеть от изменения мощности насоса по отношению к усредненному по времени значению мощности насоса, причем усредненное по времени значение мощности насоса может представлять собой среднюю мощность насоса за время одного или большего количества периодов циркуляции реакционной смеси в виде суспензии по петлевому реактору полимеризации. Поправка к сигналу приведения в действие клапана отвода может позволять уменьшать любые колебания мощности насоса и поддерживать мощность насоса на более постоянном уровне, приближенном к усредненной по времени средней мощности насоса.

[0087] Затем поправка может быть применена к сигналу приведения в действие, генерируемому управляющим давлением устройством 162 для клапана 122с отвода. В одном из вариантов осуществления применение поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода может уменьшать колебания мощности насоса по сравнению с регулировкой положения клапана отвода с использованием сигнала приведения в действие клапана отвода без применения поправки (при котором распространение колебаний мощности насоса происходит циклическим образом, как было описано выше в данном документе). В некоторых вариантах осуществления способ полимеризации также может включать определение коэффициента настройки и применение коэффициента настройки к поправке перед применением поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода. Как правило, коэффициент настройки уменьшает величину поправки для предотвращения чрезмерного корректирования, которое в свою очередь может привести к нестабильности системы. Например, применение поправки может приводить к действию механизма обратной связи, при котором в системе могут циклически возникать колебания мощности, как было описано выше в данном документе.

[0088] В одном из вариантов осуществления способ полимеризации может также включать генерирование временной задержки для поправки. Временная задержка может зависеть от времени протекания реакционной смеси в виде суспензии от насоса или другого устройства, создающего движущую силу, до клапана 122с отвода, которое обусловлено изменением давления. Поправка может быть применена к сигналу приведения в действие клапана отвода, причем поправку применяют после временной задержки для обеспечения скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода. Скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода затем может быть передан на клапан 122с отвода, причем скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода отправляют на клапан отвода после временной задержки. В некоторых вариантах осуществления скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода представляет собой сигнал приведения в действие клапана отвода, выдаваемый управляющим давлением устройством, с поправкой, применяемой после временной задержки таким образом, что скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода передают только после временной задержки, как описано более подробно в данном документе.

[0089] В одном из вариантов осуществления затем в качестве реакции на выдачу (после временной задержки) скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода может быть отрегулировано положение клапана отвода. Эта регулировка может учитывать сигнал приведения в действие клапана отвода от управляющего давлением устройства, который генерируют на основании имеющихся данных, вместе с поправкой, применяемой на основании предшествующих данных, отсроченных на временную задержку. Если поступление сигнала приведения в действие клапана отвода приводит к перемещению клапана отвода в направлении открытого положения, поправка может уменьшать величину, на которую клапан отвода перемещается в направлении открытого положения. Аналогичным образом, если поступление сигнала приведения в действие клапана отвода может приводить к перемещению клапана отвода в направлении закрытого положения, поправка может уменьшать величину, на которую клапан отвода перемещается в направлении закрытого положения.

[0090] В одном из вариантов осуществления система полимеризации может включать любое требуемое количество насосов и любое подходящее количество клапанов отвода. Хотя настоящее изобретение подробно обсуждается применительно к одному насосу и одному или двум клапанам отвода в системе полимеризации, как будет очевидно для специалиста в данной области техники и в соответствии с этим описанием, в системе полимеризации может быть применено любое подходящее количество насосов и любое подходящее количество клапанов отвода. Например, в системе полимеризации могут применять один, два, три, четыре, пять, шесть или большее количество насосов. Кроме того, например, в системе полимеризации могут применять один, два, три, четыре, пять, шесть, семь, восемь, девять, десять или большее количество клапанов отвода.

[0091] Система полимеризации может включать систему управления давлением, которая включает управляющее давлением устройство, которое выполнено с возможностью приема входных сигналов от множества датчиков давления и генерирования множества сигналов приведения в действие клапанов отвода. Как будет очевидно для специалиста в данной области техники и в соответствии с этим описанием, управление давлением может быть сконфигурировано таким же образом, как описано в данном документе, независимо от количества используемых насосов и клапанов отвода, причем основное отличие состоит в том, что сигналы и временные задержки могут различаться для каждого отдельного клапана отвода.

[0092] В одном из вариантов осуществления система полимеризации может содержать насос и два или большее количество клапанов отвода, например, первый клапан отвода и второй клапан отвода. Как будет очевидно для специалиста в данной области техники и в соответствии с этим описанием, любое описание системы полимеризации, содержащей насос и клапан отвода, может быть применено без ограничений к системе полимеризации, содержащей один или большее количество насосов и два или большее количество клапанов отвода. В таком варианте осуществления каждый датчик давления может быть связан с каждым насосом, например, расположен далее по ходу технологического процесса относительно каждого насоса. Как будет очевидно для специалиста в данной области техники и в соответствии с этим описанием, в системе полимеризации могут не использовать взаимно однозначное соответствие между насосами и клапанами отвода. Например, в некоторых случаях для каждого насоса могут использовать множество клапанов отвода, например, система полимеризации может содержать больше клапанов отвода, чем насосов. В некоторых вариантах осуществления в способе полимеризации может быть использовано больше насосов, чем клапанов отвода.

[0093] При наличии множества клапанов 122а, 122b, 122с отвода управляющее давлением устройство 162 может быть выполнено с возможностью генерировать и отправлять сигналы приведения в действие на каждый из множества клапанов 122а, 122b, 122с отвода. Сигналы приведения в действие клапанов отвода могут быть одинаковыми или разными. В одном из вариантов осуществления сигналы приведения в действие могут быть сгенерированы с возможностью перемещения каждого клапана 122a, 122b, 122с отвода в направлении одного и того же (открытого или закрытого) положения на одинаковую величину. В некоторых вариантах осуществления сигналы приведения в действие могут быть различными для каждого клапана 122a, 122b, 122с отвода в соответствии с логикой управляющего давлением устройства, когда управляющее давлением устройство 162 стремится поддерживать в реакторе полимеризации заданное значение давление. Например, при определении датчиком 160 давления изменения давления управляющее давлением устройство 162 может генерировать первый сигнал приведения в действие для первого клапана 122a отвода, второй сигнал приведения в действие для второго клапана 122b отвода, третий сигнал приведения в действие для третьего клапана 122с отвода или любую их комбинацию.

[0094] Для уменьшения любых колебаний давления, колебаний мощности насоса или обоих параметров в реакторе полимеризации управляющее давлением устройство 162 может генерировать поправку для каждого сигнала приведения в действие для каждого клапана 122a, 122b, 122с отвода. Каждая поправка может быть сгенерирована, как описано выше в отношении генерации поправки для одного сигнала приведения в действие клапана отвода. В одном из вариантов осуществления управляющее давлением устройство 162 может генерировать первую поправку для первого сигнала приведения в действие, отправляемого на первый клапан 122a отвода, вторую поправку для второго сигнала приведения в действие, отправляемого на второй клапан 122b отвода и третью поправку для третьего сигнала приведения в действие, отправляемого на третий клапан 122с отвода. Каждая поправка может быть основана на изменении давления, мощности насоса или обоих параметров относительно усредненного по времени давления, усредненной по времени мощности насоса или обоих параметров.

[0095] В одном из вариантов осуществления поправка может быть применена для ослабления каждого сигнала приведения в действие, выдаваемого управляющим давлением устройством 162 на каждый клапан 122a, 122b, 122с отвода. Если каждый сигнал подают на каждый соответствующий клапан 122a, 122b, 122с отвода, результирующее влияние на плотность суспензии может быть основано на относительном времени приведения в действие и расстоянии до насоса 151. Может быть применена поправка для уменьшения амплитуды каждого сигнала приведения в действие для перемещения соответствующего клапана 122a, 122b, 122с отвода в направлении открытого или закрытого положения, как описано выше в отношении каждого отдельного клапана отвода. В результате применения коррекции впоследствии может быть уменьшено результирующее изменение давления в реакторе 111 полимеризации.

[0096] Величина или значение поправки для каждого отдельного сигнала приведения в действие клапана отвода может быть определена с использованием любого из критериев, описанных в данном документе в отношении поправки для отдельного сигнала управления клапаном отвода. Кроме того, согласно настоящему описанию поправка для каждого сигнала приведения в действие клапана отвода может иметь верхний порог, а управляющее давлением устройство 162 может быть выполнено с возможностью предотвращения применения поправки к сигналу приведения в действие с превышением верхнего порога. Порог для каждой поправки для каждого соответствующего сигнала приведения в действие клапана отвода может быть одинаковым или разным и причем порог может иметь любое из значений, описанных в данном документе.

[0097] В некоторых вариантах осуществления управляющее давлением устройство 162 может быть выполнено с возможностью применения коэффициента настройки к каждой поправке для каждого сигнала приведения в действие клапана отвода. В случае применения к поправке одного или большего количества коэффициентов настройки, эти коэффициенты настройки могут быть одинаковыми или разными. В некоторых вариантах осуществления коэффициент настройки для каждой поправки может быть различным для учета различий в общем способе полимеризации таким образом, чтобы коэффициент настройки мог быть использован для регулировки влияния каждой поправки. Каждый коэффициент настройки, применяемый для поправки или поправок, может иметь любое из значений, описанных в настоящем документе.

[0098] При наличии множества клапанов 122а, 122b, 122с отвода временную задержку могут вычислять индивидуально для каждого клапана 122а, 122b, 122с отвода. Первая временная задержка для первого клапана 122а отвода может быть основана на количестве времени, за которое суспензия протекает от насоса 151 по реактору 111 полимеризации до первого клапана 122а отвода. Вторая временная задержка для второго клапана 122b отвода может быть основана на количестве времени, за которое суспензия протекает от насоса 151 по реактору 111 полимеризации до второго клапана 122b отвода. Третья временная задержка для третьего клапана 122с отвода может быть основана на количестве времени, за которое суспензия протекает от насоса 151 по реактору 111 полимеризации до третьего клапана 122с отвода. Применение каждой соответствующей поправки может, таким образом, происходить с соответствующей временной задержкой, соответствующей каждому клапану отвода.

[0099] Управляющее давлением устройство 162 может быть выполнено с возможностью постоянного обеспечения сигналов приведения в действие для каждого клапана 122а, 122b, 122с отвода на основании обновляемых измеряемых значений давления, обновляемых измеряемых значений мощности насоса или обоих параметров. Управляющее давлением устройство 162 может продолжать выдавать сигнал приведения в действие на каждый клапан 122а, 122b, 122с отвода на основании обновляемых измеряемых значений. При этом управляющее давлением устройство 162 также может непрерывно или периодически обновлять поправку для каждого сигнала приведения в действие клапана отвода. Однако поправки могут не применять в момент времени, который определен управляющим давлением устройством 162. Напротив, каждая соответствующая временная задержка может быть применена к каждому сигналу поправки таким образом, что сигналы поправки, определенные в первый момент времени на основании измеренных значений для первого момента времени, не применяют до тех пор, пока не наступит соответствующий последующий момент времени, который будет изменяться на основании соответствующей временной задержки для каждого клапана 122а, 122b, 122с отвода. Последующий момент времени для каждого клапана 122а, 122b, 122с отвода может представлять собой первый момент времени с добавлением каждой соответствующей времени задержки. Поправка и любой дополнительный коэффициент настройки могут быть применены в последующий момент времени к каждому сигналу приведения в действие клапана отвода, генерируемому управляющим давлением устройством 162 в последующий момент времени, причем соответствующий сигнал приведения в действие, генерируемый в последующий момент времени, основан на показаниях давления, показаниях мощности насоса или обоих параметрах, считанных во последующий момент времени. Таким образом, задержка применения соответствующего коэффициента поправки к каждому сигналу приведения в действие клапана отвода может позволять скорректировать сигнал приведения в действие клапана отвода, уменьшая любые изменения давления, мощности, потребляемой насосом, или обоих параметров.

[00100] Эта система также может функционировать при наличии множества насосов. В таком варианте осуществления изобретения управляющее давлением устройство может определять поправку, коэффициент настройки, временную задержку или любую их комбинацию для каждого насоса и одного или большего количества клапанов отвода. Например, управляющее давлением устройство может определять сигнал приведения в действие для управления клапаном отвода, поправку, временную задержку или любую их комбинацию для каждого насоса и клапана отвода, расположенного непосредственно ранее по ходу технологического процесса, или для каждого клапана отвода между насосом и следующим насосом, расположенным ранее по ходу технологического процесса. В некоторых вариантах осуществления управляющее давлением устройство может определять сигнал приведения в действие клапана отвода, поправку, временную задержку или любую их комбинацию для множества (включая все) клапанов отвода на основании данных от множества насосов и датчиков давления. Результирующие поправки и временные задержки могут быть применены к каждому сигналу приведения в действие клапана отвода, который может изменяться в зависимости от любых обновлений данных от любого из датчиков давления.

[00101] В одном из вариантов осуществления способ полимеризации, который предполагает использование управляющего давлением устройства, согласно настоящему описанию может быть осуществлен при наличии одного или большего количества насосов и одного или большего количества клапанов отвода. В этом способе полимеризации реакционная смесь в виде суспензии может циркулировать в петлевом реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации. Реакционная смесь в виде суспензии может содержать любые из компонентов, описанных в данном документе, например, олефин, катализатор и полимерный продукт. В одном из вариантов осуществления петлевой реактор полимеризации может содержать по меньшей мере один насос, который может быть размещен в поточной линии в петлевом реакторе полимеризации. Первоначально способ будет описан применительно к одному насосу. Один или большее количество датчиков давления может быть расположено далее по ходу технологического процесса относительно насоса. Один или большее количество клапанов отвода, например, первый клапан отвода и второй клапан отвода, могут быть размещены далее по ходу технологического процесса относительно насоса. В этом варианте осуществления второй клапан отвода может быть расположен далее по ходу технологического процесса относительно первого клапана отвода.

[00102] Способ полимеризации могут выполнять для получения полимерного продукта. В ходе осуществления способа одно или большее количество условий может изменяться, что может приводить к изменению давления реакционной смеси в виде суспензии в реакторе полимеризации. В одном из вариантов осуществления изменение давления в реакционной смеси в виде суспензии может быть определено датчиком давления (например, первым датчиком давления, вторым датчиком давления и т.д.) и датчик давления может передавать сигнал на управляющее давлением устройство системы управления давлением. Управляющее давлением устройство может генерировать первый сигнал приведения в действие клапана отвода для первого клапана отвода и второй сигнал приведения в действие клапана отвода для второго клапана отвода на основании изменения давления. Затем управляющее давлением устройство может отправлять сигналы приведения в действие клапана отвода на первый клапан отвода и второй клапан отвода.

[00103] Затем управляющее давлением устройство может генерировать первую поправку к первому сигналу приведения в действие клапана отвода. В каком-либо из вариантов осуществления величина первой поправки может зависеть от изменения мощности насоса по отношению к усредненному по времени значению мощности насоса и величина поправки может включать любое из значений, описанных в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления первая поправка может быть применена к сигналу приведения в действие клапана отвода для первого клапана отвода в момент определения поправки. В других вариантах осуществления поправка может быть применена после временной задержки, как более подробно описано в настоящем документе.

[00104] Затем управляющее давлением устройство может генерировать вторую поправку ко второму сигналу приведения в действие клапана отвода. В каком-либо из вариантов осуществления величина второй поправки может зависеть от изменения мощности насоса по отношению к усредненному по времени значению мощности насоса и величина второй поправки может включать любое из значений, описанных в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления вторая поправка может быть применена к сигналу приведения в действие клапана отвода для второго клапана отвода в момент определения поправки. В других вариантах осуществления поправка может быть применена после временной задержки, как более подробно описано в настоящем документе.

[00105] Дополнительный коэффициент настройки может быть применен к любому или к обоим сигналам приведения в действие клапана отвода, и причем коэффициент настройки для первого сигнала приведения в действие клапана отвода может быть таким же, как коэффициент настройки для второго сигнала приведения в действие клапана отвода, или отличным от него. В каком-либо из вариантов осуществления управляющее давлением устройство может генерировать первую временную задержку для первой поправки. Первая временная задержка может зависеть от расстояния между насосом и первым клапаном управления отводом (например, от времени протекания реакционной смеси в виде суспензии от насоса до первого клапана отвода в реакторе полимеризации). Первая поправка может быть применена к первому сигналу приведения в действие клапана отвода после первой временной задержки для создания первого скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода. Поправка, применяемая после временной задержки, может быть применена к сигналу приведения в действие клапана отвода для первого клапана отвода, который основан на текущих показаниях. Скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода затем может быть передан на первый клапан отвода для регулировки положения первого клапана отвода.

[00106] В каком-либо из вариантов осуществления управляющее давлением устройство может генерировать вторую временную задержку для второй поправки. Вторая временная задержка может зависеть от расстояния между насосом и вторым клапаном управления отводом (например, от времени протекания реакционной смеси в виде суспензии от насоса до второго клапана отвода в реакторе полимеризации). Вторая поправка может быть применена к второму сигналу приведения в действие клапана отвода после второй временной задержки для создания второго скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода. Поправка, применяемая после временной задержки, может быть применена к сигналу приведения в действие клапана отвода для второго клапана отвода, который основан на текущих показаниях. Скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода затем может быть передан на второй клапан отвода для регулировки положения второго клапана отвода.

[00107] В качестве реакции на регулировку первого клапана отвода, второго клапана отвода или их обоих часть реакционной смеси в виде суспензии может быть отведена из петлевого реактора полимеризации с помощью первого клапана отвода, второго клапана отвода или их обоих. При отводе части реакционной смеси в виде суспензии из петлевого реактора полимеризации концентрация полимерных частиц в части реакционной смеси в виде суспензии, отведенной из реактора, может быть более высокой, чем средняя концентрация полимерных частиц в реакционной смеси в виде суспензии в петлевом реакторе полимеризации. Это может быть достигнуто за счет конструкции клапана отвода, который может быть выполнен с возможностью увеличения концентрации полимерных частиц в текучей среде, отводимой из петлевого реактора полимеризации, с удерживанием остальных компонентов внутри реактора. В результате этого отвод части реакционной смеси в виде суспензии может приводить к уменьшению концентрации полимерных частиц в петлевом реакторе полимеризации далее по ходу технологического процесса относительно клапана отвода. Затем это изменение свойств реакционной смеси в виде суспензии может приводить к снижению давления, когда реакционная смесь в виде суспензии достигает насоса. Таким образом, применение поправок и временных задержек может способствовать уменьшению любых изменений давления, мощности насоса или обоих этих параметров из-за изменений концентрации в одном или большем количестве из клапанов отвода.

[00108] В одном из вариантов осуществления способ полимеризации согласно описанию предполагает применение вероятностной сети, например, сети Байеса, для обеспечения улучшенной обратной связи и управления способом полимеризации. В контексте данного описания термин «сеть Байеса» может быть использован для обозначения вероятностной графической модели, которая представляет собой совокупность переменных и их вероятностных взаимозависимостей. Например, сеть Байеса может представлять собой вероятностную взаимозависимость и может характеризоваться одним или большим количеством из следующих аспектов: зачастую субъективным характером входной информации; необходимостью в согласовании (например, согласовании Бейеса) в качестве основы для обновления информации; различием между каузальным и доказательным режимами рассуждения и т.п. В некоторых аспектах сети Байеса могут быть представлены в виде байесовских графических моделей, например, ориентированных ациклических графов, узлы которых представляют собой переменные, а дуги которых кодируют условные взаимозависимости между переменными. Узлы могут отражать любой вид переменной, в том числе измеряемый параметр (например, давление), предположение, случайную переменную или любую другую подходящую переменную. Как правило, существуют эффективные алгоритмы, которые выполняют логическое рассуждение и обучение в сетях Байеса. Сети Байеса, которые моделируют последовательности переменных, могут быть отнесены к динамическим сетям Байеса. Обобщения в сетях Байеса, которые могут позволять представлять и решать задачи принятия решения в условиях неопределенности, могут быть отнесены к диаграммам влияния. В некоторых аспектах интегрирование моделирования с управлением данными и информацией в самосовершенствующееся инструментальное средство логического вывода может быть использовано для получения решения в сложных сетях Байеса, получаемого непосредственно из данных. Структура сети может определена путем ввода данных тренировки с помощью модели с управлением данными.

[00109] Сети Байеса, как правило, основаны на теореме Байеса, которая является эффективной математической основой для вычисления вероятностей в соответствии с байесовской вероятностью. Теорема Байеса может быть сформулирована в упрощенной форме следующим образом:

,

которое можно интерпретировать следующим образом: условная вероятность Р события А с учетом события В равна условной вероятности события В с учетом события А, умноженной на априорную вероятность Р события А, нормализованную по априорной вероятности Р события В.

[00110] Теорема Байеса может быть использована при анализе данных для различения истинно-положительного и ложно-положительного результатов. Теорема Байеса может быть частью алгоритма управления технологическим способом для уменьшения влияния шума в данных, а также недопущения в системе управления чрезмерной компенсации на основе ложно-положительного результата. Ложноположительный результат как правило, является результатом сильной корреляции, но без действительного основания или фактического воздействия.

[00111] Теорема Байеса, как правило, позволяет рассматривать последовательные события, при этом новую дополнительную информацию получают для последующего события и эта новая информация может быть использована для проверки вероятности исходного события. В этом контексте обычно используют термины «априорная вероятность» и «апостериорная вероятность». Априорная вероятность представляет собой исходное значение вероятности, первоначально получаемое перед получением любой дополнительной информации. Апостериорная вероятность представляет собой значение вероятности, проверенной с использованием дополнительной информации, которая была получена позднее.

[00112] Сети Байеса могут быть использованы для контроля и диагностики контуров управления с обратной связью. Как правило, типовой контур управления может состоять из нескольких компонентов, в том числе датчика (например, датчика давления), исполнительного механизма (например, исполнительного механизма клапана, клапана отвода и т.д.), управляющего устройства (например, управляющего давлением устройства) и системы управления (например, системы управления давлением), причем каждый компонент может быть подвержен возможному снижению производительности или возникновению сбоев. Любая проблема в одном из этих четырех компонентов может оказывать влияние на работоспособность контура управления. Каждый компонент может иметь свои алгоритмы контроля для отслеживания проблем и все эти алгоритмы могут быть подвержены влиянию одного или большего количества компонентов. Простая сеть, отражающая такой контур управления, может содержать восемь узлов, представляющих собой компоненты и соответствующее количество датчиков, а их взаимосвязь можно описать с помощью условных вероятностей. Чтобы полностью определить взаимосвязь между всеми узлами, важно знать совместную вероятность восьми случайных переменных. С увеличением компонентов, подлежащих рассмотрению, и добавлением датчиков сложность сети может быстро выйти за рамки вычислительных возможностей. Байесовские графические модели могут основываться на независимости случайных переменных сетей и могут обеспечивать решение проблемы сложности сети.

[00113] Как правило, конструкционный блок модели байесовской сети может представлять собой сеть узлов, связанных условными вероятностями. Эти узлы представляют собой случайные переменные, которые могут быть непрерывными, дискретными или даже двоичными. Например, для простейших двоичных случайных переменных, если имеется n двоичных случайных переменных, полное распределение определяется 2ⁿ-1 совместными вероятностями. Однако при исследовании взаимозависимости каждого узла с другими узлами через сети Байеса количество вероятностей, которые необходимо вычислять, может быть значительно уменьшено благодаря условной независимости между некоторыми переменными (т.е. между некоторыми переменными отсутствуют дуги). Сети Байеса могут включать априорное знание способа, в результате чего полностью используется условная зависимость/независимость между некоторыми переменными, благодаря чему уменьшается количество вероятностей, подлежащих вычислению. Для большого количества узлов снижение объема вычислений является очень значительным, что делает возможным применение байесовской теории логического рассуждения на практике.

[00114] Например, в сетях Байеса байесовский вывод можно применять для диагностики проблем датчиков (например, проблем датчика давления), например, ложноположительных показаний. Модель Байеса для диагностики неисправностей датчика может учитывать изменение коэффициента усиления, изменение входного сигнала, смещение датчика, а также изменение отклонения при сбое измерения (переменное отклонение).

[00115] Показания датчика для диагностики могут быть смоделированы с помощью общего уравнения: y=Ku+f+е, где y представляет собой показания датчика; причем коэффициент усиления K может принимать два значения: 1 и 0, соответствующие нормальному (истинно-положительные показания) и ненормальному (ложно-положительные показания) функционированию, в указанном порядке; состояние и входа может иметь одно из трех различных значений -1, 0 и 1; причем смещение f датчика может принимать одно из двух значений: 0 и 1, соответствующие смещению и отсутствию смещения, в указанном порядке; и причем шум, е, может иметь распределение, соответствующее следующему общему уравнению:

е ~ N(0; σ²),

в котором отклонение σ² также может принимать одно из двух значений: 1 и 2, которые соответствуют нормальному (истинно-положительному) и ненормальному (ложно-положительному) шуму датчика, в указанном порядке. Граф модели Бейеса может быть построен с использованием любой подходящей системы программного обеспечения, пригодной для работы с байесовскими сетями доверия, и диаграммы влияния, причем узел, в котором начинается дуга, могут называть «родительским узлом», а узел, в котором дуга заканчивается, могут называть «дочерним узлом». Узел, не имеющий родительского элемента, также могут называть корневым узлом.

[00116] Диагностика проблем датчиков в способе может быть синхронизирована с показаниями датчиков, которые затем могут быть проанализированы с априорной вероятностью (безусловной вероятностью) по каждому из корневых узлов вместе с распределениями условных вероятностей по каждому из дочерних узлов. Априорная вероятность по каждому корневому узлу может быть определена из рабочих характеристик оборудования (например, склонность к сбоям, склонность к выдаче ложно-положительного результата) или просто из хронологических данных. Распределение условных вероятностей (узел считывания датчика) может быть построено в соответствии с уравнением е ~ N(0; σ²), как описано выше. Узел способа может представлять собой узел функции, а это означает, что он является функцией только своих родительских узлов (например, коэффициент усиления и входной сигнал способа) и полностью определяется своими родительскими элементами. Если следовать правилу структурированной цепи, может быть установлено совместное распределение среди остальных случайных переменных, например, смещения датчика, входного сигнала способа, коэффициента усиления, изменения шума, шума и показаний датчика. С помощью теоремы Байеса могут быть сделаны вероятностные логические выводы, например, с использованием любого подходящего пакета программного обеспечения.

[00117] В одном из вариантов осуществления в способе полимеризации, описанном в данном документе, для анализа данных могут использовать теорему Байеса (сети Байеса) с целью различения истинно-положительного и ложно-положительного результатов, причем данные могут представлять собой давление, мощность насоса, индекс текучести расплава, плотность, молекулярную массу, расход, концентрацию компонентов в реакционной смеси в виде суспензии или любые другие подходящие данные, собираемые для осуществления способа полимеризации. Модель сети Байеса может определять параметры, связанные со входным сигналом, и тем более, потенциальные ложно-положительные корреляции (т.е. факторы, которые не коррелируют со входным сигналом). Например, мощностью насоса можно управлять путем определения элементов, которые не связаны к колебаниями мощности насоса.

[00118] Один из примеров системы полимеризации, содержащей процессор для создания вероятностной сети, показан на фиг. 4, на которой представлено схематическое изображение технологического способа в соответствии с одним из вариантов осуществления системы 195 полимеризации. Система 195 полимеризации аналогична системе 190 полимеризации, описанной в отношении фиг. 3, и подобные компоненты не будут описаны повторно в целях краткости изложения. Основное отличие между системой 190 полимеризации и системой 195 полимеризации заключается в наличии блока моделирования, содержащего процессор 165 для реализации модели вероятностной сети для различных аспектов способа полимеризации.

[00119] Как показано на фиг. 4, продукт полимеризации может быть получен в петлевом реакторе 111 суспензионной полимеризации, причем по меньшей мере одно устройство, создающее движущую силу, например, насос 151, может создавать циркуляцию текучей суспензии (например, реакционной смеси в виде суспензии) в петлевом реакторе 111 суспензионной полимеризации, причем направление течения может соответствовать стрелкам 117 направления течения. Система 195 полимеризации может содержать первый клапан 122а отвода, второй клапан 122b отвода и третий клапан 122с отвода, расположенные далее по ходу технологического процесса относительно насоса 151. Датчик 160 давления может измерять давление реакционной смеси в виде суспензии непосредственно далее по ходу технологического процесса относительно насоса 151, причем датчик 160 давления соединен с управляющим давлением устройством 162 посредством линии 161 управления. Управляющее давлением устройство 162 соединено с возможностью передачи сигналов с процессором 165, причем процессор 165 соединен с возможностью передачи сигналов с первым клапаном 122а отвода, вторым клапаном 122b отвода и третьим клапаном 122с отвода или любой их комбинацией посредством одной или большего количества линий 125 управления.

[00120] Процессор 165 может быть выполнен с возможностью получения показаний от одного или большего количества датчиков или компонентов, таких как датчик 161 давления, управляющее давлением устройство 162, датчики мощности насоса, датчики положения клапана, датчики температуры и т.п. Процессор может использовать эти данные для обучения, управления или обучения и управления вероятностной сетью, например, сетью Байеса. В некоторых вариантах осуществления процессор 165 и управляющее давлением устройство 162 могут представлять собой одно и то же устройство. Например, управляющее устройство или вычислительная машина может выступать в качестве управляющего давлением устройства и реализовывать вероятностную сеть. В некоторых вариантах осуществления процессор 165, реализующий вероятностную сеть, может представлять собой отдельное устройство, но быть соединенным с возможностью передачи сигналов с управляющим давлением устройством 162.

[00121] В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг. 4, каждым клапаном отвода можно управлять по отдельности с помощью процессора 165, управляющего давлением устройства 162 или с помощью обоих устройств. В одном из вариантов осуществления процессор 165 может генерировать первую временную задержку для первой поправки, вторую временную задержку для второй поправки и третью временную задержку для третьей поправки. Первая временная задержка может быть основана на времени, требуемом на прохождение реакционной смеси в виде суспензии от первого клапана 122а управления отводом до насоса 151 в реакторе 111 полимеризации. Вторая временная задержка может быть основана на времени, требуемом на прохождение реакционной смеси в виде суспензии от второго клапана 122b управления отводом до насоса 151 в реакторе 111 полимеризации. Третья временная задержка может быть основана на времени, требуемом на прохождение реакционной смеси в виде суспензии от третьего клапана 122с управления отводом до насоса 151 в реакторе 111 полимеризации. Первая поправка может быть применена к первому сигналу приведения в действие клапана отвода после первой временной задержки. Вторая поправка может быть применена к второму сигналу приведения в действие клапана отвода после второй временной задержки. Третья поправка может быть применена к третьему сигналу приведения в действие клапана отвода после третьей временной задержки. В этом варианте осуществления изобретения управляющее давлением устройство 162 может определять сигналы приведения в действие клапана отвода и передавать эти сигналы на процессор 165, который может применять любые поправки, временные задержки или и те и другие перед передачей сигналов приведения в действие клапана отвода на клапаны 122а, 122b, 122с отвода.

[00122] В некоторых вариантах осуществления сеть Байеса могут использовать для проверки эксплуатационных параметров системы полимеризации, например, показаний датчиков давления, сигналов приведения в действие клапана отвода и мощности насоса, для определения того, какие эксплуатационные параметры, например, положение клапанов отвода, при наличии таковых, обуславливают другие технологические условия в системе, например, колебания давления, колебания мощности насоса или колебания обоих параметров. Такая система может позволять определять основные или первичные клапаны отвода для управления с использованием поправок, описанных в данном документе. В некоторых вариантах осуществления сеть Байеса может быть использована для определения того, какие клапаны отвода или другие входы не являются причиной колебаний давления, колебаний мощности насоса в системе, что может позволить модифицировать управляющее давлением устройство или другие системы для предотвращения любых попыток управления переменными, которые не будут влиять на давление, мощность насоса или оба параметра, но которые могут создавать нестабильность другого рода в способе полимеризации.

[00123] В одном из вариантов осуществления в способе управления способом полимеризации, описанном в данном документе, можно использовать сеть Байеса для определения одного или большего количества условий, казуально связанных с колебаниями мощности насоса. В этом варианте осуществления реакционная смесь в виде суспензии может циркулировать в реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации. Реактор полимеризации и способ полимеризации могут включать любые из этих систем, реакторов или способов, описанных в данном документе. Как правило, реакционная смесь в виде суспензии может содержать олефин, катализатор и полимерный продукт. В таком варианте осуществления реактор полимеризации может представлять собой петлевой суспензионный реактор, реактор непрерывного действия с механическим перемешиванием или реактор с поршневым потоком.

[00124] В ходе осуществления способа полимеризации в реакторе полимеризации могут определять по меньшей мере одно условие. Эти условия, как правило, включают потенциальные причины колебаний мощности насоса и могут включать любые переменные, свойства или управляемые компоненты в системе реактора полимеризации. В одном из вариантов осуществления по меньшей мере одно условие может включать, среди прочих, концентрацию олефина в реакционной смеси в виде суспензии, концентрацию катализатора в реакционной смеси в виде суспензии, концентрацию продукта реакции альфа-олефина в реакционной смеси в виде суспензии, состав катализатора, состав олефина, состав продукта реакции альфа-олефина, плотность реакционной смеси в виде суспензии, состав разбавителя, давление внутри реактора полимеризации, среднюю температуру реакционной смеси в виде суспензии, расход реакционной смеси, температуру на впуске охлаждающей жидкости в теплообменной части реактора полимеризации, положение одного или большего количества клапанов отвода и т.п.или любую их комбинацию. В дополнение к по меньшей мере одному условию в петлевом реакторе полимеризации могут определять мощность насоса для одного или большего количества насосов. Мощность насоса может включать мгновенный или усредненный по времени уровень мощности. Мощность насоса также может включать отклонение мощности насоса. Например, мощность насоса может включать определенную мощность насоса, как описано в настоящем документе, которая включает мощность насоса (например, мгновенную или кратковременную усредненную мощность насоса) за вычетом усредненной по времени мощности насоса. Эти данные могут сохранять в качестве хронологических эксплуатационных данных.

[00125] Затем может быть создана вероятностная сеть, причем в некоторых вариантах осуществления вероятностная сеть может представлять собой сеть Байеса. Это может включать использование программного обеспечения для моделирования вероятностной сети, разработки таблиц, узлов или правил или как для моделирования вероятностной сети, так и для разработки таблиц, узлов или правил для функционирования вероятностной сети. По меньшей мере одно условие и мощность накачки, величина колебаний мощности насоса или оба параметра могут быть переданы в вероятностную сеть. В одном из вариантов осуществления вероятностная сеть может использовать данные, например, хронологические эксплуатационные данные, для обучения модели и определения относительных весовых коэффициентов для узлов и условных вероятностей.

[00126] В некоторых аспектах систем и способов, описанных в настоящем документе, вероятностная сеть согласно настоящему описанию может быть создана с использованием хронологических эксплуатационных данных в дополнение к другим производным от хронологических эксплуатационных данных. Хронологические эксплуатационные данные по одному или большему количеству реакторов 111 полимеризации, системе 195 полимеризации и/или хронологические эксплуатационные данные по аналогичным реакторам 111 полимеризации и/или системам 195 полимеризации могут быть использованы для определения одной или большего количества переменных способа. Например, хронологические эксплуатационные данные могут быть использованы в качестве измеренных данных и/или могут быть выполнены различные преобразования данных, например, получение производных одного или большего количества значений измерений (например, хронологических производных для получения значений параметров и т.д.), определение соотношения одного значения технологического измерения и другого значения технологического измерения или т.п., для получения характеристических математических величин, отражающих способ полимеризации. Затем хронологические эксплуатационные данные могут комбинировать с характеристическими математическими величинами для создания вероятностной сети. Структура полученной вероятностной сети может быть определена с помощью совокупности переменных и вероятностных взаимозависимостей между ними.

[00127] После создания сети вероятности ее можно использовать для обнаружения различных событий в системе 195 полимеризации с использованием эксплуатационной модели. Эксплуатационная модель (которая может функционировать в режиме реального времени на процессоре) может включать измерения временных параметров любых переменных способа, которые могут быть переданы в базу данных, доступную для эксплуатационной модели, и/или непосредственно в эксплуатационную модель. Если вероятностная сеть основана на производных от данных, процессор может определять производные от данных измерений для их использования с моделью. Затем различные данные могут отправлять в вероятностную сеть для получения оценочных вероятностей событий и/или определения вероятности одного или нескольких факторов. Вероятности событий могут сохранять в базе данных и/или отображать пользователю. Однородные вероятности также могут быть использованы с системой аварийной сигнализации для инициирования одного или большего количества аварийных сигналов системы, когда вероятности определенных событий превышают установленные пороги. Измерения временных параметров, используемые с системой, могут включать любую из этих переменных, рассматриваемую как измеренную в настоящем документе.

[00128] В некоторых аспектах вероятностная сеть может быть использована для определения того, является ли по меньшей мере одно условие причиной колебаний мощности накачивания. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно условие может включать изменение давления реакционной смеси далее по ходу технологического процесса относительно насоса, причем вероятностная сеть может быть использована для определения вероятности того, что изменение давления является причиной колебаний мощности накачивания. Это определение может быть представлено в виде вероятности того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания. Эту вероятность можно сравнивать с порогом, чтобы определить, превышает ли вероятность порог. В вариантах осуществления, в которых вероятность того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания, не превышает порог, по меньшей мере одно условие не будет влиять на управление или усиливать колебания мощности накачивания. В вариантах осуществления, в которых вероятность того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания, превышает порог, по меньшей мере одним условием можно управлять с целью управления или улучшения показателя колебаний мощности накачивания. В одном из вариантов осуществления колебания мощности накачивания могут быть уменьшены в качестве реакции на управление по меньшей мере одним условием.

[00129] Вероятностная сеть может быть использована в отношении изменения давления в качестве по меньшей мере одного условия, которое рассматривают в вероятностной модели. Изменение давления реакционной смеси в виде суспензии может быть измерено далее по ходу технологического процесса относительно по меньшей мере одного насоса, причем давлением можно управлять путем генерирования сигнала приведения в действие клапана отвода для клапана отвода на основании этого изменения давления. В некоторых вариантах осуществления управляющее давлением устройство, которое может содержать процессор и запоминающее устройство, может генерировать сигнал приведения в действие клапана отвода, перемещающий клапан отвода в направлении открытого положения или оставляя его в открытом положении. В этом положении из реактора полимеризации могут непрерывно отводить часть реакционной смеси в виде суспензии, пропорциональную положению клапана отвода. В других вариантах осуществления процессор может генерировать сигнал приведения в действие клапана отвода, перемещающий клапан отвода в направлении закрытого положения или оставляя его в закрытом положении. В этом положении реакционную смесь в виде суспензии можно удерживать в реакторе полимеризации.

[00130] В одном из вариантов осуществления управляющее давлением устройство может генерировать поправку к сигналу приведения в действие клапана отвода, которая может быть применена к сигналу приведения в действие клапана отвода для генерирования скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода. В таком варианте осуществления поправка к сигналу приведения в действие клапана отвода может уменьшать колебания мощности насоса по сравнению с регулировкой положения клапана отвода с использованием сигнала приведения в действие клапана отвода без применения поправки. Эта поправка может включать любую из поправок, описанных в настоящем документе.

[00131] Как было описано выше, управляющее давлением устройство может генерировать временную задержку на основании времени протекания реакционной смеси в виде суспензии от насоса до клапана отвода и эта временная задержка может быть использована с поправкой. В этом варианте осуществления поправка может быть применена к сигналу приведения в действие клапана отвода после временной задержки. Затем в качестве реакции на скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода может быть отрегулировано положение клапана отвода. Например, если изменение давления представляет собой повышение давления реакционной смеси в виде суспензии, сигнал приведения в действие клапана отвода может обуславливать перемещение клапана отвода в направлении открытого положения в качестве реакции на повышение давления, а поправка, с временной задержкой или без нее, может уменьшать величину, на которую клапан отвода будет перемещен в направлении открытого положения. В качестве другого примера, если изменение давления представляет собой снижение давления реакционной смеси в виде суспензии, сигнал приведения в действие клапана отвода может обуславливать перемещение клапана отвода в направлении закрытого положения в качестве реакции на снижение давления, а поправка, с временной задержкой или без нее, может уменьшать величину, на которую клапан отвода будет перемещен в направлении закрытого положения.

[00132] Использование вероятностной сети может быть распространено на способ полимеризации, который включает применение множества насосов, клапанов отвода или любой их комбинации. В этом варианте осуществления вероятностная сеть может быть использована для определения того, какие клапаны отвода, при наличии таковых, являются причиной колебаний давления, колебаний мощности насоса или обоих параметров. Использование вероятностной сети может позволять один или несколько факторов, например, один или большее количество клапанов отвода, определять как не способствующие возникновению колебаний мощности насоса для конкретного насоса или группы насосов. Например, вероятностная сеть может наглядно показывать, что только ближайшие один или два клапана отвода, расположенные ранее по ходу технологического процесса относительно насоса, способствуют возникновению колебаний мощности конкретного насоса.

[00133] Вероятностная сеть также может позволять исключать ложноположительные результаты и определять другие условия или компоненты, которые не способствуют возникновению колебаний мощности насоса. Затем могут быть осуществлены действия по управлению условиями или компонентами, которые способствуют возникновению колебаний мощности насоса. Для осуществления этого скорректированного управления управляемые переменные, которые казуально не связаны с технологическими условиями, могут быть исключены из модели способа и/или этим управляемым переменным может быть присвоено нулевое весовое значение. Вероятностная сеть также может быть применена для определения условий, при которых в способе полимеризации возникает проблема. Например, вероятностная сеть может быть способной исключать положение клапана отвода, при котором колебания мощности насоса увеличиваются выше порога. Такое выявление может быть полезным при определении нештатных условий, например, выхода реактора из-под контроля, закупоривания реактора, потери реагентов или катализаторов или т.п., которые изначально могут рассматриваться как обусловленные положениями клапанов отвода или конфигурациями других компонентов.

[00134] При осуществлении управления способом полимеризации могут применять графический дисплей или устройство вывода. В одном из вариантов осуществления способ управления способом полимеризации также может включать графическое отображение по меньшей мере части вероятностного сетевого графа. Это может помочь в определении одного или большего количества условий, подлежащих регулировке. Затем, в качестве реакции на вывод графического отображения вероятностной сети, может быть произведена регулировка значения по меньшей мере одного условия.

[00135] Помимо использования для определения соответствующих параметров эксплуатационной модели, вероятностная сеть, например, сеть Байеса, также может быть использована для определения состояния реактора полимеризации. Вероятностная сеть, например, сеть Байеса, может быть создана согласно настоящему описанию. Например, вероятностная сеть может быть создана с использованием системных данных и, в некоторых случаях, одной или большего количества производных или преобразований данных. Кроме того, вероятностная сеть может быть создана путем включения в данные состояния реактора полимеризации. Например, хронологические данные реактора полимеризации и/или подобных реакторов полимеризации могут быть использованы вместе с данными о состоянии, например, эксплуатационными, состоящими в возникновении нештатных условий при наличии или отсутствии причин для сбоя, состоящими в выходе реактора из-под контроля, состоящими в приближении закупоренного состояния, состоящими в возникновении закупоренного состояния или т.п. Полученная вероятностная сеть затем может быть использована вместе с системой измерений, эксплуатационными данными и/или дериватизированными и/или преобразованными данными для определения состояния одного или большего количества реакторов полимеризации в ходе способа полимеризации.

[00136] На ФИГ. 5 показана вычислительная система 580, пригодная для реализации одного или большего количества вариантов осуществления, описанных в данном документе. В одном из вариантов осуществления вычислительная система 580 может быть использована для хранения, выполнения или хранения и выполнения одной или большего количества программ, используемых для создания вероятностной сети. Вычислительная система 580 включает процессор 582 (который может упоминаться как центральный процессор или ЦП), который соединен с запоминающими устройствами, которые включают вторичную систему 584 хранения данных, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 586, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 588, устройствами 590 ввода/вывода (I/O), а также устройствами 592 для подключения к сети. Процессор 582 может быть реализован в виде одной или большего количества интегральных схем ЦП.

[00137] Подразумевается, что при программировании, загрузке или программировании и загрузке выполняемых команд в вычислительную систему 580 изменяют по меньшей мере одно из ЦП 582, ОЗУ 588 и ПЗУ 586, частично преобразуя вычислительную систему 580 в специализированной машине или устройстве, имеющем новую функциональность, обуславливаемую настоящим изобретением. Это имеет фундаментальное значение для инженерного обеспечения электрического оборудования и теории программной инженерии, в частности, функциональные возможности, реализуемые путем загрузки выполняемого программного обеспечения в вычислительную машину, могут быть преобразованы в аппаратную реализацию с помощью широко известных правил проектирования. Выбор решения между реализацией концепции в программном обеспечении, либо в аппаратном обеспечении, как правило, зависит от аспектов устойчивости конструкции и количества производимых установок, а не от каких-либо факторов, связанных с переводом из программного представления в аппаратное представление. Как правило, конструкция, которая при этом подлежит частым изменениям, может быть предпочтительно реализована в программном обеспечении, поскольку повторная обкатка аппаратной реализации является более затратной, чем повторная обкатка программного проекта. Как правило, стабильную конструкцию, которую будут производить крупносерийно, предпочтительнее реализовывать в аппаратном обеспечении, например, в специализированной интегральной схеме (ASIC), поскольку при массовом производстве аппаратная реализация может быть более дешевой, чем программная реализация. Зачастую проект разрабатывают и испытывают в виде программного обеспечения, а затем преобразуют, с применением широко известных правил проектирования, в эквивалентную аппаратную реализацию в специализированной интегральной схеме, в которую записывают команды программного обеспечения. Так же, как и машина, управляемая с помощью новой ASIC, является специализированной машиной или устройством, аналогичным образом вычислительную машину, в которую были запрограммированы, загружены или запрограммированы и загружены выполняемые команды, можно рассматривать в качестве специализированной машины или устройства.

[00138] Вторичная система 584 хранения данных, как правило, состоит из одного или большего количества дисковых накопителей или ленточных накопителей и используется для долговременного хранения данных, а также в качестве устройства для хранения избыточных данных, если ОЗУ 588 является недостаточно большим для вмещения всех рабочих данных. Вторичная система 584 хранения данных может быть использована для хранения программ, загружаемых в ОЗУ 588, когда такие программы выбраны для выполнения. ПЗУ 586 используют для хранения команд и, возможно, данных, считываемых во время выполнения программы. ПЗУ 586 представляет собой энергонезависимое запоминающее устройство, которое, как правило, имеет небольшую емкость по сравнению с большей емкостью вторичной системы 584 хранения данных. ОЗУ 588 используют для хранения изменяемых данных и, возможно, для хранения команд. Как правило, доступ в ПЗУ 586 и ОЗУ 588 происходит быстрее, чем во вторичную систему 584 хранения данных. Вторичная система 584 хранения данных, ОЗУ 588, ПЗУ 586 или любая их комбинация в некоторых контекстах могут быть упомянуты как машиночитаемый носитель данных, энергонезависимый машиночитаемый носитель данных или с применением обоих терминов.

[00139] Устройства 590 ввода/вывода могут включать принтеры, видеомониторы, жидкокристаллические дисплеи (LCD), дисплеи с сенсорным экраном, клавиатуры, кнопочные панели, переключатели, ручки настройки, мыши, трекболы, устройства распознавания речи, устройства для считывания карт, устройства для считывания с бумажной ленты или другие широко известные устройства ввода.

[00140] Устройства 592 для подключения к сети могут представлять собой модемы, блоки модемов, Ethernet-платы, интерфейсные платы универсальной последовательной шины (USB), последовательные интерфейсы, платы кольцевой сети с маркерным доступом (token ring cards), платы распределенного интерфейса передачи данных по волоконно-оптическому кабелю (FDDI), платы беспроводной локальной вычислительной сети (WLAN), платы приемопередающих радиостанций, работающие, например, в сетях множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), глобальной системы мобильной связи (GSM), стандарта «Долгосрочное развитие сетей связи» (LTE), технологии широкополосного доступа в микроволновом диапазоне (WiMAX), платы приемопередающих радиостанций с другими протоколами радиоинтерфейса, другие широко известные сетевые устройства или любую их комбинацию. Эти устройства 592 для подключения к сети могут позволять процессору 582 осуществлять связь с Интернетом, а также с одной или большим количеством внутренних сетей. Предполагается, что с помощью такого сетевого подключения процессор 582 может принимать информацию из сети или может выдавать информацию в сеть в ходе выполнения описанных выше этапов способа. Такая информация, которая часто представляет собой последовательность команд, подлежащих выполнению с помощью процессора 582, может быть принята из сети и выдана в сеть, например, в виде сигнала данных вычислительной машины, реализованного в несущем сигнале.

[00141] Такая информация, которая может включать данные или команды, подлежащие выполнению с помощью процессора 582, например, может быть принята из сети и выдана в сеть, например, в виде модулирующего сигнала данных вычислительной машины или сигнала, реализованного в несущем сигнале. Модулирующий сигнал или сигнал, реализованный в несущем сигнале, или сигналы других типов, используемые в настоящее время или которые будут разработаны в будущем, могут быть сгенерированы в соответствии с несколькими способами, хорошо известными специалисту в данной области техники. Модулирующий сигнал, сигнал, реализованный в несущем сигнале, или оба типа сигналов в некоторых контекстах могут упоминать как промежуточный сигнал.

[00142] Процессор 582 выполняет команды, коды, программы для вычислительных машин, скрипты, для доступа к которым он обращается к накопителю на жестких дисках, накопителю на гибких дисках, накопителю на оптических дисках (все эти различные дисковые системы могут рассматриваться в качестве вторичной системы 584 хранения данных), ПЗУ 586, ОЗУ 588 или устройствам 592 для подключения к сети. Хотя показан только один процессор 582, может быть применено множество процессоров. Таким образом, хотя команды могут рассматривать, как выполняемые с помощью одного процессора, эти команды могут выполнять одновременно, последовательно, или могут выполнять иным способом с помощью одного или большего количества процессоров. Команды, коды, программы для вычислительных машин, скрипты, данные или любая их комбинация, к которым может быть осуществлен доступ на вторичной системе 584 хранения данных, например, на накопителе на жестких дисках, гибких магнитных дисках, оптических дисках, другом устройстве, ПЗУ 586, ОЗУ 588 или любой их комбинации, в некоторых контекстах могут быть упомянуты как команды долговременного хранения, информация долговременного хранения или с помощью обоих терминов.

[00143] В одном из вариантов осуществления вычислительная система 580 может включать две или большее количество вычислительных машин, соединенных друг с другом, которые работают совместно для выполнения задачи. Например, в частности, приложение может быть разделено таким образом, чтобы обеспечить одновременную, параллельную или одновременную и параллельную обработку команд приложения. В качестве альтернативы, данные, обрабатываемые приложением, могут быть разделены таким образом, чтобы обеспечить одновременную, параллельную или одновременную и параллельную обработку различных частей совокупности данных с помощью двух или большего количества вычислительных машин. В одном из вариантов осуществления программное обеспечение для виртуализации может быть использовано в вычислительной системе 580 для обеспечения функциональных возможностей множества серверов, которые непосредственно не связаны с множеством вычислительных машин в вычислительной системе 580. Например, программное обеспечение для виртуализации способно обеспечить создание двадцати виртуальных серверов на четырех физических вычислительных машинах. В одном из вариантов осуществления описанные выше функциональные возможности могут быть обеспечены путем выполнения приложения или приложений в среде облачных вычислений. Облачные вычисления могут включать предоставление вычислительных услуг через сетевое соединение с использованием динамически масштабируемых вычислительных ресурсов. Облачные вычисления могут быть осуществлены по меньшей мере частично с помощью программного обеспечения для виртуализации. Среда облачных вычислений может быть создана предприятием, при необходимости может быть арендована у стороннего поставщика или могут быть использованы оба варианта. Некоторые среды облачных вычислений могут включать облачные вычислительные ресурсы, которыми владеет и управляет предприятие, а также арендованные у стороннего поставщика облачные вычислительные ресурсы, выделенные сторонним поставщиком облачные вычислительные ресурсы или оба варианта.

[00144] В одном из вариантов осуществления некоторые или все функциональные возможности, описанные выше, могут быть представлены в виде программного продукта для вычислительной машины. Программный продукт для вычислительной машины может включать один или большее количество машиночитаемых носителей данных, содержащих программный код, пригодный для использования на вычислительной машине, который воплощен в ней для реализации функциональных возможностей, описанных выше. Программный продукт для вычислительной машины может включать структуры данных, выполняемые команды и другой программный код, пригодный для использования на вычислительной машине. Программный продукт для вычислительной машины может быть реализован в съемном носителе данных вычислительной машины, несъемном носителе данных вычислительной машины или в носителях обоих видов. Съемный машиночитаемый носитель данных может включать, среди прочих, бумажную ленту, магнитную ленту, магнитный диск, оптический диск, твердотельную интегральную схему запоминающего устройства, например, магнитную ленту с аналоговой записью, постоянные запоминающие устройства на основе компакт-диска (диски CD-ROM), гибкие магнитные диски, «флешки», цифровые платы, мультимедийные карты и пр. Программный продукт для вычислительной машины может быть пригодным для загрузки с помощью вычислительной системы 580 по меньшей мере части содержимого программного продукта для вычислительной машины во вторичную систему 584 хранения данных, в ПЗУ 586, в ОЗУ 588, другое энергонезависимое запоминающее устройство или в устройства, входящие в любую комбинацию указанных устройств и энергозависимого запоминающего устройства вычислительной системы 580. Процессор 582 может обрабатывать выполняемые команды, структуры данных или и то, и другое, в том числе путем осуществления непосредственного доступа к программному продукту для вычислительной машины, например, путем считывания данных с диска CD-ROM, вставляемого в периферийный накопитель на дисках вычислительной системы 480. В качестве альтернативы, процессор 582 может обрабатывать выполняемые команды, структуры данных или и то, и другое путем осуществления удаленного доступа к программному продукту для вычислительной машины, например, путем загрузки выполняемых команд, структур данных или и того, и другого с удаленного сервера с помощью устройств 592 для подключения к сети. Программный продукт для вычислительной машины может содержать команды, которые позволяют выполнить загрузку, копирование или копирование и загрузку данных, структур данных, файлов, выполняемых команд или любой их комбинации во вторичную систему 584 хранения данных, в ПЗУ 586, в ОЗУ 588, другое энергонезависимое запоминающее устройство или в устройства, входящие в любую комбинацию указанных устройств и энергозависимого запоминающего устройства вычислительной системы 580.

[00145] В некоторых контекстах вторичная система 584 хранения данных, ПЗУ 588 и ОЗУ 586 могут быть упомянуты как энергонезависимый машиночитаемый носитель данных или машиночитаемый носитель данных. Вариант осуществления динамического оперативного запоминающего устройства в качестве ОЗУ 588, аналогичным образом, может упоминаться как энергонезависимый машиночитаемый носитель данных в том аспекте, что хотя динамическое ОЗУ принимает электрическую энергию и работает в соответствии со своей конструкцией, например, на протяжении определенного периода времени, в течение которого включается и работает вычислительная система 580, динамическое ОЗУ хранит записанную на него информацию. Аналогичным образом, процессор 582 может содержать внутреннее ОЗУ, внутреннее ПЗУ, быстродействующее буферное запоминающее устройство (кэш), другие внутренние энергонезависимые блоки запоминающего устройства, секции или компоненты, которые в некоторых контекстах могут быть упомянуты как энергонезависимый машиночитаемый носитель данных или машиночитаемый носитель данных.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

[00146] Были описаны способы и системы для управления способом полимеризации в петлевом реакторе полимеризации. Ниже приведен первый набор не имеющих ограничительного характера конкретных примеров и аспектов способов и систем, соответствующих настоящему изобретению:

[00147] В первом аспекте способ полимеризации включает: циркуляцию, с помощью насоса, реакционной смеси в виде суспензии в петлевом реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации, причем реакционная смесь в виде суспензии содержит олефин, катализатор и полимерные частицы; определение изменения давления в реакционной смеси в виде суспензии далее по ходу технологического процесса относительно насоса; генерирование с помощью управляющего давлением устройства сигнала приведения в действие клапана отвода для клапана отвода на основании изменения давления, причем часть реакционной смеси в виде суспензии непрерывно отводят из реактора полимеризации пропорционально положению клапана отвода, и причем реакционную смесь в виде суспензии могут удерживать в реакторе полимеризации, если клапан отвода установлен в закрытое положение, причем давление в реакторе зависит от положения клапана отвода; генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода; генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, временной задержки для поправки; применение поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода для генерирования скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода; подачу скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода на клапан отвода после временной задержки; и регулировку положения клапана отвода в качестве реакции на подачу скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода.

[00148] Второй аспект может включать способ полимеризации по первому аспекту, в котором изменение давления представляет собой повышение давления реакционной смеси в виде суспензии, и причем сигнал приведения в действие клапана отвода обуславливает перемещение клапана отвода в направлении открытого положения в качестве реакции на повышение давления, и причем поправка уменьшает величину, на которую клапан отвода будет перемещен в направлении открытого положения.

[00149] Третий аспект может включать способ полимеризации по первому аспекту, в котором изменение давления представляет собой снижение давления реакционной смеси в виде суспензии, и причем сигнал приведения в действие клапана отвода обуславливает перемещение клапана отвода в направлении закрытого положения в качестве реакции на повышение давления, и причем поправка уменьшает величину, на которую клапан отвода будет перемещен в направлении закрытого положения.

[00150] Четвертый аспект может включать способ полимеризации по любому аспекту с первого по третий, в котором временная задержка основана на времени протекания реакционной смеси от насоса до клапана отвода в реакторе полимеризации.

[00151] Пятый аспект может включать способ полимеризации по любому аспекту с первого по четвертый, в котором величина поправки зависит от изменения мощности насоса по отношению к усредненному по времени значению мощности насоса, причем усредненное по времени значение мощности насоса представляет собой среднюю мощность насоса за время, соответствующее продолжительности от 1 до 10 периодов циркуляции реакционной смеси в виде суспензии по петлевому реактору полимеризации.

[00152] Шестой аспект может включать способ полимеризации по любому аспекту с первого по пятый, в котором применение поправки уменьшает колебания мощности насоса по сравнению с регулировкой положения клапана отвода с использованием сигнала приведения в действие клапана отвода без применения поправки.

[00153] Седьмой аспект может включать способ полимеризации по любому аспекту с первого по шестой, в котором поправка составляет от приблизительно 0,1% до приблизительно 1% от диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

[00154] Восьмой аспект может включать способ полимеризации по седьмому аспекту, который дополнительно включает применение коэффициента настройки от приблизительно 1% до приблизительно 50% к поправке перед применением поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода.

[00155] Девятый аспект может включать способ полимеризации по любому аспекту с первого по восьмой, в котором насос представляет собой по меньшей мере один из осевого насоса, диагонального насоса или радиально-осевого насоса.

[00156] Десятый аспект может включать способ полимеризации по любому аспекту с первого по девятый, в котором концентрация полимерных частиц в реакционной смеси в виде суспензии является большей, чем приблизительно 40% масс.

[00157] Одиннадцатый аспект может включать способ полимеризации по десятому аспекту, в котором концентрация полимерных частиц в выпускном трубопроводе далее по ходу технологического процесса относительно клапана отвода является большей, чем средняя концентрация полимерных частиц в реакционной смеси.

[00158] В двенадцатом аспекте способ полимеризации включает циркуляцию реакционной смеси в виде суспензии в петлевом реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации; причем реакционная смесь в виде суспензии содержит олефин, катализатор и полимерный продукт, и причем петлевой реактор полимеризации содержит насос, причем насос расположен в поточной линии в петлевом реакторе полимеризации, причем датчик давления расположен далее по ходу технологического процесса относительно насоса, причем первый клапан отвода расположен далее по ходу технологического процесса относительно насоса, и причем второй клапан отвода расположен далее по ходу технологического процесса относительно первого клапана отвода; определение изменения давления реакционной смеси в виде суспензии на датчике давления; генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, которое соединено с возможностью передачи сигналов с датчиком давления, первого сигнала приведения в действие клапана отвода для первого клапана отвода и второго сигнала приведения в действие клапана отвода для второго клапана отвода на основании изменения давления; генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, первой поправки для первого сигнала приведения в действие клапана отвода; генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, первой временной задержки для первой поправки, причем первая временная задержка основана на расстоянии между первым клапаном управления отводом и насосом; применение первой поправки к первому сигналу приведения в действие клапана отвода после первой временной задержки для генерирования первого скорректированного сигнала приведения в действие клапана; генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, второй поправки для второго сигнала приведения в действие клапана отвода; генерирование, с помощью управляющего давлением устройства, второй временной задержки для второй поправки, причем вторая временная задержка основана на расстоянии между вторым клапаном управления отводом и насосом; применение второй поправки к второму сигналу приведения в действие клапана отвода после второй временной задержки для генерирования второго скорректированного сигнала приведения в действие клапана; и регулировку положения клапана отвода в ходе способа полимеризации в качестве реакции на первый скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода и второй скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода.

[00159] Тринадцатый аспект может включать способ полимеризации по двенадцатому аспекту, который дополнительно включает: отвод части реакционной смеси в виде суспензии из петлевого реактора полимеризации через первый клапан отвода, второй клапан отвода или через оба клапана, причем часть реакционной смеси в виде суспензии отводят из реактора полимеризации, когда первый клапан отвода, второй клапан отвода или оба клапана находятся в открытом положении, и причем реакционную смесь в виде суспензии удерживают в реакторе полимеризации, когда первый клапан отвода, второй клапан отвода или оба клапана находятся в закрытом положении, и причем регулировка положения первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов включает перемещение первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов в направлении открытого положения; и изменение концентрации полимерных частиц далее по ходу технологического процесса относительно первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов в качестве реакции на перемещение первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов в направлении открытого положения.

[00160] Четырнадцатый аспект может включать способ полимеризации по двенадцатому или тринадцатому аспекту, который дополнительно включает: создание снижения давления на первом датчике давления или втором датчике давления в качестве реакции на изменение концентрации полимерных частиц реакционной смеси далее по ходу технологического процесса относительно клапана отвода.

[00161] Пятнадцатый аспект может включать способ полимеризации по любому аспекту с двенадцатого по четырнадцатый, в котором величина одной или большего количества поправок основана на изменении мощности насоса.

[00162] Шестнадцатый аспект может включать способ полимеризации по любому аспекту с двенадцатого по пятнадцатый, в котором одна или большее количество поправок включают часть диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

[00163] Семнадцатый аспект может включать способ полимеризации по шестнадцатому аспекту, в котором одна или большее количество поправок ограничены от приблизительно 0,1% до приблизительно 1% диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

[00164] В восемнадцатом аспекте способ управления способом полимеризации включает циркуляцию реакционной смеси в виде суспензии в реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации, причем реакционная смесь в виде суспензии содержит олефин, катализатор и полимерный продукт; определение, с помощью датчика, по меньшей мере одного условия в реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации; определение, с помощью датчика мощности насоса, колебаний мощности накачивания по меньшей мере одного насоса, используемого для циркуляции реакционной смеси в виде суспензии; создание, с помощью процессора, вероятностной сети; передачу по меньшей мере одного условия и данных о колебаниях мощности накачивания в вероятностную сеть; определение, с помощью процессора, вероятности того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания; определение того, что вероятность того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания, превышает порог; управление по меньшей мере одним условием, если вероятность того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания, превышает порог; и уменьшение колебаний мощности накачивания в качестве реакции на управление по меньшей мере одним условием.

[00165] Девятнадцатый аспект может включать способ по восемнадцатому аспекту, в котором вероятностная сеть представляет собой сеть Байеса.

[00166] Двадцатый аспект может включать способ по восемнадцатому или девятнадцатому аспекту, в котором по меньшей мере одно условие включает изменение давления реакционной смеси в виде суспензии далее по ходу технологического процесса относительно по меньшей мере одного насоса, и причем управление по меньшей мере одним условием включает: генерирование, с помощью процессора, сигнала приведения в действие клапана отвода для клапана отвода на основании изменения давления; генерирование, с помощью процессора, поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода; применение поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода для генерирования скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода; и регулировку положения клапана отвода в качестве реакции на скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода.

[00167] Двадцать первый аспект может включать способ по двадцатому аспекту, в котором управление по меньшей мере одним условием дополнительно включает: генерирование, с помощью процессора, временной задержки для поправки, причем применение поправки включает применение поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода после временной задержки.

[00168] Двадцать второй аспект может включать способ по двадцать первому аспекту, в котором временная задержка основана на времени, за которое реакционная смесь в виде суспензии перемещается от клапана управления отводом до по меньшей мере одного насоса.

[00169] Двадцать третий аспект может включать способ по двадцать первому или двадцать второму аспекту, в котором поправка составляет от приблизительно 0,1% до приблизительно 1% от диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

[00170] Двадцать четвертый аспект может включать способ по двадцать третьему аспекту, который дополнительно включает применение коэффициента настройки от приблизительно 1% до приблизительно 50% к поправке перед применением поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода.

[00171] Двадцать пятый аспект может включать способ по любому из аспектов с восемнадцатого по двадцать четвертый, в котором по меньшей мере одно условие может включать одно или большее количество из: концентрации олефина в реакционной смеси в виде суспензии, концентрации катализатора в реакционной смеси в виде суспензии, концентрации продукта реакции альфа-олефина в реакционной смеси в виде суспензии, состава катализатора, состава олефина, состава продукта реакции альфа-олефина, плотности реакционной смеси в виде суспензии, состава разбавителя, давления внутри реактора полимеризации, средней температуры реакционной смеси в виде суспензии, расхода реакционной смеси, температуры на впуске охлаждающей жидкости в теплообменной части реактора полимеризации или любую их комбинацию.

[00172] Двадцать шестой аспект может включать способ по любому из аспектов с восемнадцатого по двадцать пятый, в котором реактор полимеризации представляет собой петлевой суспензионный реактор, реактор непрерывного действия с механическим перемешиванием или реактор с поршневым потоком.

[00173] В двадцать седьмом аспекте способ для определения характеристик реактора полимеризации, содержащего множество реакционных зон, включает: создание эксплуатационной модели реактора полимеризации, причем эксплуатационная модель включает множество переменных производства и соответствующих весовых коэффициентов переменных производства; получение данных измерения технологических показателей для множества переменных производства из множества реакционных зон в реакторе полимеризации во время работы реактора полимеризации; передачу данных измерения технологических показателей в вероятностную сеть; и определение вероятности того, что каждая переменная производства из множества переменных производства оказывает влияние на работу реактора полимеризации.

[00174] Двадцать восьмой аспект может включать способ по двадцать седьмому аспекту, который дополнительно включает: исключение одной или большего количества переменных производства из множества переменных производства для обеспечения второго множества переменных производства, причем вероятность исключения каждой из переменных производства ниже, чем порог; и управление реактором полимеризации с использованием эксплуатационной модели со вторым множеством переменных производства.

[00175] Двадцать девятый аспект может включать способ по двадцать седьмому или двадцать восьмому аспекту, который дополнительно включает: обновление одного или большего количества весовых коэффициентов переменных производства из второго множества переменных производства; причем управление реактором полимеризации с использованием эксплуатационной модели со вторым множеством переменных производства включает управление реактором полимеризации с использованием эксплуатационной модели со вторым множеством переменных производства и обновляемым одним или большим количеством весовых коэффициентов переменных производства.

[00176] Тридцатый аспект может включать способ по любому из аспектов с двадцать седьмого по двадцать девятый, в котором множество переменных производства включает два или большее количество из: мощности насоса, индекса текучести расплава для полимерного продукта или молекулярной массы полимерного продукта.

[00177] Тридцать первый аспект может включать способ по тридцатому аспекту, в котором множество переменных производства дополнительно включает одно или большее количество из: концентрации олефина в реакционной смеси в виде суспензии, концентрации катализатора в реакционной смеси в виде суспензии, концентрации продукта реакции альфа-олефина в реакционной смеси в виде суспензии, состава катализатора, состава олефина, состава продукта реакции альфа-олефина, плотности реакционной смеси в виде суспензии, состава разбавителя, давления внутри реактора полимеризации, средней температуры реакционной смеси в виде суспензии, расхода реакционной смеси в виде суспензии, температуры на впуске охлаждающей жидкости в теплообменной части реактора полимеризации или любую их комбинацию.

[00178] Тридцать второй аспект может включать способ по любому из аспектов с двадцать седьмого по тридцать первый, который дополнительно включает: определение одного или большего количества преобразований данных измерения технологических показателей; передачу одного или большего количества преобразований данных измерения технологических показателей в вероятностную сеть; и определение вероятности того, что одна или большее количество переменных производства из множества переменных производства оказывают влияние на работу реактора полимеризации, на основании одного или большего количества преобразований технологических показателей.

[00179] Тридцать третий аспект может включать способ по тридцать второму аспекту, в котором одно или большее количество преобразований включает скорость изменения во времени одного или большего количества данных измерения технологических показателей.

[00180] Тридцать четвертый аспект может включать способ по любому из аспектов с двадцать седьмого по тридцать третий, в котором реактор полимеризации представляет собой петлевой суспензионный реактор, реактор непрерывного действия с механическим перемешиванием или реактор с поршневым потоком.

[00181] Тридцать пятый аспект может включать способ по любому из аспектов с двадцать седьмого по тридцать четвертый, в котором вероятностная сеть включает сеть Байеса, и причем сеть Байеса определяется набором из множества переменных производства и набором вероятностных взаимозависимостей между переменными производства из набора переменных производства.

[00182] В тридцать шестом аспекте способ контроля состояния реактора полимеризации включает: измерение одного или большего количества эксплуатационных параметров в реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации; передачу одного или большего количества эксплуатационных параметров в вероятностную сеть, причем вероятностную сеть создают с использованием хронологических данных для системы полимеризации, причем хронологические данные включают данные по одному или большему количеству эксплуатационных параметров и соответствующие данные события; определение вероятности состояния реактора полимеризации с использованием вероятностной сети с помощью одного или большего количества эксплуатационных параметров в реакторе полимеризации.

[00183] Тридцать седьмой аспект может включать способ по тридцать шестому аспекту, который дополнительно включает: определение одного или большего количества преобразований одного или большего количества эксплуатационных параметров, причем вероятностную сеть также создают на основе одного или большего количества преобразований; и передачу одного или большего количества преобразований в вероятностную сеть, причем определение вероятности события включает использование вероятностной сети с одним или большим количеством преобразований.

[00184] Тридцать восьмой аспект может включать способ по тридцать шестому или тридцать седьмому аспекту, в котором один или большее количество эксплуатационных параметров включают по меньшей мере одно из: мощности насоса, индекса текучести расплава для полимерного продукта, молекулярной массы полимерного продукта, концентрации олефина в реакционной смеси в виде суспензии, концентрации катализатора в реакционной смеси в виде суспензии, концентрации продукта реакции альфа-олефина в реакционной смеси в виде суспензии, состава катализатора, состава олефина, состава продукта реакции альфа-олефина, плотности реакционной смеси в виде суспензии, состава разбавителя, давления внутри реактора полимеризации, средней температуры реакционной смеси в виде суспензии, расхода реакционной смеси в виде суспензии, температуры на впуске охлаждающей жидкости в теплообменной части реактора полимеризации или любую их комбинацию.

[00185] Тридцать девятый аспект может включать способ по любому из аспектов с тридцать шестого по тридцать восьмой, в котором событие включает по меньшей мере одно из: рабочего состояния, состояния нарушения режима работы, состояния выхода реактора из-под контроля, приближения закупоренного состояния или возникновения закупоренного состояния.

[00186] Сороковой аспект может включать способ по любому из аспектов с тридцать шестого по тридцать девятый, в котором вероятностная сеть представляет собой сеть Байеса.

[00187] Сорок первый аспект может включать способ по сороковому аспекту, в котором сеть Байеса определяется набором из множества переменных производства и набором вероятностных взаимозависимостей между переменными производства из набора переменных производства.

[00188] В сорок втором аспекте система для контроля установки для осуществления полимеризации включает по меньшей мере один реактор полимеризации, причем каждый реактор полимеризации, имеющий множество реакционных зон, включает: запоминающее устройство; процессор; и приложение для контроля, хранимое в запоминающем устройстве, причем эксплуатационная модель, при ее выполнении на процессоре, конфигурирует процессор для возможности: получения данных измерения технологических показателей множества переменных производства из множества реакционных зон по меньшей мере одного реактора полимеризации во время работы реактора полимеризации; определения вероятности одного или большего количества событий в реакторе полимеризации с использованием данных измерения технологических показателей с помощью вероятностной сети; и выдачи значения вероятности по одному или большему количеству событий.

[00189] Сорок третий аспект может включать систему по сорок второму аспекту, которая дополнительно включает: эксплуатационную модель, хранимую в запоминающем устройстве, причем эксплуатационная модель, при ее выполнении на процессоре, конфигурирует процессор для возможности: определения одного или большего количества сигналов управления на основании данных измерения технологических показателей; и отправки одного или большего количества сигналов управления на один или большее количество компонентов, расположенных внутри реактора полимеризации.

[00190] Сорок четвертый аспект может включать систему по сорок третьему аспекту, в которой приложение для контроля дополнительно конфигурирует процессор для возможности: определения вероятности того, что каждая переменная производства из множества переменных производства оказывает влияние на работу реактора полимеризации; и исключения одной или большего количества переменных производства из множества переменных производства для обеспечения второго множества переменных производства, причем вероятность исключения каждой из переменных производства ниже, чем порог.

[00191] Сорок пятый аспект может включать систему по сорок четвертому аспекту, в которой эксплуатационная модель дополнительно конфигурирует процессор для возможности: определения одного или большего количества сигналов управления на основании данных измерения технологических показателей для второго множества переменных производства.

[00192] Сорок шестой аспект может включать систему по любому из аспектов с сорок второго по сорок пятый, в которой вероятностная сеть включает сеть Байеса, и причем сеть Байеса определяется набором из множества переменных производства и набором вероятностных взаимозависимостей между переменными производства из набора переменных производства.

[00193] Хотя были показаны и описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники могут предложить их модификации без отступления от сущности и идей настоящего изобретения. Варианты осуществления, описанные в данном документе, являются лишь примерами и не предполагают ограничения. Многие варианты и модификации изобретения, описанные в данном документе, являются возможными и входят в объем настоящего изобретения. При явном указании числовых диапазонов или ограничений такие явно указанные диапазоны или ограничения следует понимать как включающие итеративные диапазоны или ограничения одинаковой величины, входящие в явно указанные диапазоны или ограничения (например, диапазон от приблизительно 1 до приблизительно 10 включает 2, 3, 4 и т.д.; более чем 0,10 включает 0,11, 0,12, 0,13 и т.д.). Использование термина «в некоторых случаях» в отношении любого элемента формулы изобретения означает, что элемент объекта необходим, или в качестве альтернативы, необязательно. Предполагается, что оба эти варианта входят в объем формулы изобретения. Использование более общих терминов, например, содержит, включает, имеющий и т.д. следует понимать как включающее более узкие термины, например, состоящий из, состоящий в основном из, состоящий по существу из и т.д.

[00194] Соответственно, объем охраны не ограничивается описанием, изложенным выше, а ограничивается исключительно нижеследующей формулой изобретения, которая включает все эквиваленты объекта формулы изобретения. Каждый из пунктов формулы изобретения включен в описание в виде варианта осуществления настоящего изобретения. Таким образом, формула изобретения представляет собой дополнительное описание и является дополнением к предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения. Обсуждение ссылки в настоящем описании не обязательно свидетельствует о том, что она представляет известный уровень техники по настоящему изобретению, в частности, любые ссылки, которые могут иметь дату публикации после даты приоритета этой заявки. Описания всех патентов, патентных заявок и публикаций, упомянутые в данном документе, включены в этот документ посредством ссылки в той степени, которая обеспечивает иллюстративные, процедурные или другие детали, дополняющие информацию, изложенную в настоящем документе.

Изобретение относится к способам полимеризации олефинов и способу управлению колебаниями давления в системе реактора полимеризации. Способ полимеризации включает циркуляцию в петлевом реакторе полимеризации реакционной смеси в виде суспензии, в состав которой входит олефин, катализатор и полимерные частицы, посредством насоса и определение изменения давления реакционной смеси в виде суспензии по ходу технологического процесса относительно насоса. Генерируют посредством управляющего давлением устройства сигнал приведения в действие клапана отвода на основании изменения давления, а также поправку к сигналу приведения в действие клапана отвода и временной задержки для поправки. После чего применяют поправку к сигналу приведения в действие клапана отвода для генерирования скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода, подачу скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода на клапан отвода после временной задержки и регулировку положения клапана отвода в качестве реакции на подачу скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода. Причем давление в реакторе зависит от положения клапана отвода. Поправка к сигналу приведения в действие клапана отвода позволяет уменьшать любые колебания мощности насоса и поддерживать мощность насоса на более постоянном уровне, приближенном к усредненной по времени средней мощности насоса. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ полимеризации, содержащий:

циркуляцию с помощью насоса реакционной смеси в виде суспензии в петлевом реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации, причем реакционная смесь в виде суспензии содержит олефин, катализатор и полимерные частицы;

определение изменения давления в реакционной смеси в виде суспензии далее по ходу технологического процесса относительно насоса;

генерирование с помощью управляющего давлением устройства сигнала приведения в действие клапана отвода для клапана отвода на основании изменения давления, причем часть реакционной смеси в виде суспензии непрерывно отводят из реактора полимеризации пропорционально положению клапана отвода, и при этом реакционную смесь в виде суспензии удерживают в реакторе полимеризации, когда клапан отвода находится в закрытом положении, причем давление в реакторе зависит от положения клапана управления отводом;

генерирование с помощью управляющего давлением устройства поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода;

генерирование с помощью управляющего давлением устройства временной задержки для поправки;

применение поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода для генерирования скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода;

подачу скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода на клапан отвода после временной задержки и

регулировку положения клапана отвода в качестве реакции на подачу скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода.

2. Способ полимеризации по п. 1, в котором изменение давления представляет собой повышение давления реакционной смеси в виде суспензии, причем сигнал приведения в действие клапана отвода обуславливает перемещение клапана отвода в направлении открытого положения в качестве реакции на повышение давления, и при этом поправка уменьшает величину, на которую клапан отвода перемещается в направлении открытого положения.

3. Способ полимеризации по п. 1, в котором изменение давления представляет собой понижение давления реакционной смеси в виде суспензии, причем сигнал приведения в действие клапана отвода обуславливает перемещение клапана отвода в направлении закрытого положения в качестве реакции на повышение давления, и при этом поправка уменьшает величину, на которую клапан отвода перемещается в направлении закрытого положения.

4. Способ полимеризации по п. 1, в котором временная задержка основана на времени протекания реакционной смеси от насоса до клапана отвода в реакторе полимеризации.

5. Способ полимеризации по п. 1, в котором величина поправки зависит от изменения мощности насоса по отношению к усредненному по времени значению мощности насоса, причем усредненное по времени значение мощности насоса представляет собой среднюю мощность насоса за время, соответствующее продолжительности от 1 до 10 периодов циркуляции реакционной смеси в виде суспензии по петлевому реактору полимеризации.

6. Способ полимеризации по п. 1, в котором применение поправки уменьшает колебания мощности насоса по сравнению с регулировкой положения клапана отвода с использованием сигнала приведения в действие клапана отвода без применения поправки.

7. Способ полимеризации по п. 1, в котором поправка составляет от приблизительно 0,1% до приблизительно 1% от диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

8. Способ полимеризации по п. 7, который дополнительно включает применение коэффициента настройки от приблизительно 1% до приблизительно 50% к поправке перед применением поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода.

9. Способ полимеризации по п. 1, в котором насос представляет собой по меньшей мере один насос из числа осевого насоса, диагонального насоса или радиально-осевого насоса.

10. Способ полимеризации по п. 1, в котором концентрация полимерных частиц в реакционной смеси в виде суспензии является большей, чем приблизительно 40% масс.

11. Способ полимеризации по п. 10, в котором концентрация полимерных частиц в выпускном трубопроводе далее по ходу технологического процесса относительно клапана отвода является большей, чем средняя концентрация полимерных частиц в реакционной смеси.

12. Способ полимеризации, который включает:

циркуляцию реакционной смеси в виде суспензии в петлевом реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации; причем реакционная смесь в виде суспензии содержит олефин, катализатор и полимерный продукт, и причем петлевой реактор полимеризации содержит насос, который расположен в линию в петлевом реакторе полимеризации, далее по ходу технологического процесса относительно насоса расположен датчик давления, далее по ходу технологического процесса относительно насоса расположен первый клапан отвода, а далее по ходу технологического процесса относительно первого клапана отвода расположен второй клапан отвода;

определение изменения давления реакционной смеси в виде суспензии на датчике давления;

генерирование с помощью управляющего давлением устройства, которое соединено с возможностью передачи сигналов с датчиком давления, первого сигнала приведения в действие клапана отвода для первого клапана отвода и второго сигнала приведения в действие клапана отвода для второго клапана отвода на основании изменения давления;

генерирование с помощью управляющего давлением устройства первой поправки для первого сигнала приведения в действие клапана отвода;

генерирование с помощью управляющего давлением устройства первой временной задержки для первой поправки, причем первая временная задержка основана на расстоянии между первым клапаном управления отводом и насосом;

применение первой поправки к первому сигналу приведения в действие клапана отвода после первой временной задержки для генерирования первого скорректированного сигнала приведения в действие клапана;

генерирование с помощью управляющего давлением устройства второй поправки для второго сигнала приведения в действие клапана отвода;

генерирование с помощью управляющего давлением устройства второй временной задержки для второй поправки, причем вторая временная задержка основана на расстоянии между вторым клапаном управления отводом и насосом;

применение второй поправки к второму сигналу приведения в действие клапана отвода после второй временной задержки для генерирования второго скорректированного сигнала приведения в действие клапана и

регулировку положения клапана отвода в ходе способа полимеризации в качестве реакции на первый скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода и второй скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода.

13. Способ полимеризации по п. 12, который дополнительно включает:

отвод части реакционной смеси в виде суспензии из петлевого реактора полимеризации через первый клапан отвода, второй клапан отвода или через оба клапана, причем часть реакционной смеси в виде суспензии отводят из реактора полимеризации, когда первый клапан отвода, второй клапан отвода или оба клапана находятся в открытом положении, и причем реакционную смесь в виде суспензии удерживают в реакторе полимеризации, когда первый клапан отвода, второй клапан отвода или оба клапана находятся в закрытом положении, и при этом регулировка положения первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов включает перемещение первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов в направлении открытого положения; и

изменение концентрации полимерных частиц далее по ходу технологического процесса относительно первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов в качестве реакции на перемещение первого клапана отвода, второго клапана отвода или обоих клапанов в направлении открытого положения.

14. Способ полимеризации по п. 12, который дополнительно включает:

создание снижения давления на первом датчике давления или втором датчике давления в качестве реакции на изменение концентрации полимерных частиц реакционной смеси далее по ходу технологического процесса относительно клапана отвода.

15. Способ полимеризации по п. 12, в котором величина одной или большего количества поправок основана на изменении мощности насоса.

16. Способ полимеризации по п. 12, в котором одна или большее количество поправок включают часть диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

17. Способ полимеризации по п. 16, в котором одна или большее количество поправок ограничены от приблизительно 0,1% до приблизительно 1% диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

18. Способ управления способом полимеризации, который включает:

циркуляцию реакционной смеси в виде суспензии в реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации, причем реакционная смесь в виде суспензии содержит олефин, катализатор и полимерный продукт;

определение с помощью датчика по меньшей мере одного условия в реакторе полимеризации в ходе способа полимеризации;

определение с помощью датчика мощности насоса колебаний мощности накачивания по меньшей мере одного насоса, используемого для циркуляции реакционной смеси в виде суспензии;

создание с помощью процессора вероятностной сети;

передачу по меньшей мере одного условия и данных о колебаниях мощности накачивания в вероятностную сеть;

определение с помощью процессора вероятности того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания;

определение того, что вероятность того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания, превышает порог;

управление по меньшей мере одним условием, когда вероятность того, что по меньшей мере одно условие является причиной колебаний мощности накачивания, превышает порог; и

уменьшение колебаний мощности накачивания в качестве реакции на управление по меньшей мере одним условием.

19. Способ по п. 18, в котором вероятностная сеть представляет собой сеть Байеса.

20. Способ по п. 18, в котором по меньшей мере одно условие включает изменение давления реакционной смеси в виде суспензии далее по ходу технологического процесса относительно по меньшей мере одного насоса, и при этом управление по меньшей мере одним условием включает:

генерирование с помощью процессора сигнала приведения в действие клапана отвода для клапана отвода на основании изменения давления;

генерирование с помощью процессора поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода;

применение поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода для генерирования скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода и регулировку положения клапана отвода в качестве реакции на скорректированный сигнал приведения в действие клапана отвода.

21. Способ по п. 20, в котором управление по меньшей мере одним условием дополнительно включает:

генерирование с помощью процессора временной задержки для поправки, причем применение поправки включает применение поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода после временной задержки.

22. Способ по п. 21, в котором временная задержка основана на времени, за которое реакционная смесь в виде суспензии перемещается от клапана управления отводом до по меньшей мере одного насоса.

23. Способ по п. 21, в котором поправка составляет от приблизительно 0,1% до приблизительно 1% от диапазона сигнала приведения в действие клапана отвода.

24. Способ по п. 23, который дополнительно включает применение коэффициента настройки от приблизительно 1% до приблизительно 50% к поправке перед применением поправки к сигналу приведения в действие клапана отвода.

25. Способ по п. 18, в котором по меньшей мере одно условие включает одно или большее количество из следующего: концентрации олефина в реакционной смеси в виде суспензии, концентрации катализатора в реакционной смеси в виде суспензии, концентрации продукта реакции альфа-олефина в реакционной смеси в виде суспензии, состава катализатора, состава олефина, состава продукта реакции альфа-олефина, плотности реакционной смеси в виде суспензии, состава разбавителя, давления внутри реактора полимеризации, средней температуры реакционной смеси в виде суспензии, расхода реакционной смеси, температуры на впуске охлаждающей жидкости в теплообменной части реактора полимеризации или любую их комбинацию.

26. Способ по п. 18, в котором реактор полимеризации представляет собой петлевой суспензионный реактор, реактор непрерывного действия с механическим перемешиванием или реактор с поршневым потоком.