Способ регулирования процесса эмульсионной полимеризации Советский патент 1983 года по МПК C08F2/22 G05D27/00 

i , . Изобретение относится к автоматй зации процессов полимеризации И мо жет быть использовано в промышленности синтетического каучука. Известен способ регулирования процесса полимеризации дивинила со стиролом, согласно которому расход инициатора изменяют в зависимости от расхода углеводородной шихты 1J. Однако данный способ Не обеспечи вает высокое качество полимера. Это объясняется.тем, что при изменении расхода инициатора по данному спосо не учитываются конечные параметры n цесса. . Наиболее близким к изобретению п технической сущности является спосо регулирования процесса эмульсионной полимеризации в батарее последовал Тельно установленных полимеризаторо при Подаче инициатора и активатора в Первый полимеризатор, заключающий ся в изменении подачи инициатора в зависимости от конверсии мономеров, измеренной в головной части батареи (;2. Недостатком известного способа являются ограниченные возможности в отношении повышения точности стабилизации вязкости полимера по Муни. Это объясняется тем, что он не учитывает изменение отношения ско.рости расходования инициатора к скорости расходования активатора в реакционной массе. ЗначИгельные изменения этого отношения могут приводить, с одной стороны, к ускорению таких реакций, как разветвление и сшивание полимерных цепей, а, с другой стороны, к уменьшению числа образовавшихся полимерных частиц на выходе третьего полимеризатора батареи (полимерные частицы образую ся в первых трех полимеризаторах). Это отрицательно сказывается на качестве получаемого полимера, так как изменение числа полимерных частиц в меньшую сторону увеличивает долю низкомолекулярных цепей в поли мере и наоборот. Известно, что в процессе полимеризации активатор взаимодействует с инициатором и уск ряет его распад, а это приводит . к образованию полимерных частиц. Чи ло же полимерных частиц определяет качество выходного продукта. б9 3 , Целью изобретения являете пов1ышение точности стабилизации вязкости .полимера по Муни. Эта Цель достигается тем, что по Известному способу регулирования процесса эмульсионной полимеризации в батарее последовательно установленных полимеризаторов при подаче инициатора и активатора в первый полимеризатор, заключающемуся в изменении подачи инициатора в зависумости от конверсии мономеров, измеренной в головной части батареи, корректирунзт конверсию мономеров на выходе батареи полимеризаторов в зависимости от отношения скорости расходования инициатора к скоростей расходования активатора, определяемого на выходе третьего полимеризатора батареи, при этом при увеличении указанного отношения включают в работу резервный полимеризатор, а при уменьшении прямопропорционально уменьшают температуры в полимеризаторах бата;реи. , : . , На чертеже показана блок-схема. системы, реализующей данный способ. Система содер : ит основные поли- меризаторы 1; и 2,. резервный полимеризатор 3, трубопроводы I эмульсии 4, углеводородной шихты 5, активатора 6, инициатора 7) латекса 8 и 9 прямого хладагента 10 и обратного хладарёнта 11, чувствительные элементы, расхода эмульсии 12, активатора 13 И инициатора 1, регулятор 15 расхода инициатора, регулирующий орган 1 б на трубопроводе 7, анализатор 1 конверсии мономеров, датчик 18 температурь в полимеризаторе Г, регулятор 19 температуры в полимеризаторе Т , регулирующий орган 20 на трубопроводе хладагента в поЛимеризаТо : ©/ датчик 21 температуры в полимерИ заторе 2, ре гуля тор 2 3 те мпе ра туры в,.полимеризаторе 2i регулирующий орган.:22 на трубопроводе хладагента в поЛймеризаторе 2; датчик 2Л температуры в полимеризаторе 3, рёгулятор 25 температуры в полимерИ за торе3, регулирующий орган 2:6 на трубсэпроводе хладагента в полимеризаторе :3,-. анализатор 27 концентрации инициатора, анализатор 28 концентраций активатора, анализатор 29 конверсии мономеров на вь1Хрде полимеризационМой батареи, вычислительный блок 30, регулятор 31 конверсии мономеров на выходе полимеризационной батареи, переключатель 32, импульсный элемент 33, а также регулирующие органы .З и 35. Способ осуществляют следующим образом.. . Батарея полимеризаторов на схеме УСЛОВНО представлена тремя полимеризаторами 1-3. Полимеризатор 3 резерв ный. По трубопроводу на вход полимеризатора 1 подается эмульсия, состоящая из углеводородной шихты, водной фахы и модификатора (последни на схеме не обозначены. В трубопровод А подается также по трубопроводу 6 активатор, а по трубопроводу 7 инициатор. Латекс по трубопроводам 8 и 9 (. минуя резервный полимеризатор или из резервного полимеризатора , выводится из цеха полимеризации, в от деление отгонки мономеров- от латек- са. Для отвода тепла реакции полимеризации в полимеризаторы подают агент. Расход эмульсии измеряется чувствительным элементом 12, а расхо активатора - чувствительным элементом 13- Чувствительный элемент 1, регулятор 15 и регулирующий орган 16 об разуют контур регулирования расход инициатора. Заданием .для регулятора расхода инициатора 15 является выход ной сигнал анапизатора 17, пропорций ональный величине конверсии мономе. ров на выходе головного полимеризатора батареи. Конверсия мономеров на выходе головного полимеризатора батареи измеряется анализатором 17. Температура в полимеризаторе Т измеряется датчиком 18 и регулируется регулятором 19 с воздействием на регулирующий орган 20. Аналогично регулируется температура и в полимеризаторах 2 я 3. Концентрация иницийтора и активатора на выходе треть его полимеризатора батареи ( на схеме условно показана после йпервого полиме риаатора) измеря ет ся соот ветствеИно анализаторами 27 и 28. Конверсия мономеров На выходе пояимеризационной батареи измеряется анализа тором 29. Система регулирования содержит вычислительный блок 30, ко входу которого подключень сигналы от датчиков 12-1 27 и 28, измеряк щие текущие значения расхода эмульсии, активатора, инициатора, концент рации инициатора и активатора на выходе третьего полимеризатора батареи Первоначально вычислительный блок 0 рассчитывает время преб5|вания еакционной смеси Г в первых трех олимеризаторах батареи как отношение уммы объемов первых трех полимериаторов батареи (.объемы всех полиеризаторов одинаковы на секундный асход эмульсии G ПЗалее определяется скорость расходования инициатора Уд: чу/ -(дцС)1 4эм-СУ , .., .., , ,. где Gj - расход инициатора на вхо/Г батареи полимеризэторов,измеренный чувствительным элементом CQ - концентр.ация исходного инициатора (задается ; С концентрация инициатора на выходе полимеризатора 1, измеренная с П1омощью анализатора 27. После этого находится скорость расходования активатора W : ; . ; где G . - расход активатора на вход батареи полимеризаторов, измеренный чувствительным Q элементом 13; Cjj - концентрация исходного а кт йвато ра ( за да ет ся ); С - концентрация активатора на выходе полимеризатора 1, измеренная с помощью ; анализатора 28. алее находится отношё:ниё р1гко- ости расходования инициатора к корости расходования активатора в ервых трёх -пояимериза торах батареи отклонение его от номинала: И наконец, вычислительный блок 0в зависимости от найденного знаения др вырабатывает корректируюий сигнал регулятору 31При уменьшении выходного сигнала ычислительного блока 30 регулятор 1(при помощи переключателя. 2) , оздействует на регуляторы 19 и 22

- юзозбэ 6

температуры, а при увеличении сигна- циатора к скорости расходования актила регулятор 31 подключает резервный ватора, определяемого на выходе треполимеризатор 3 путем открытия регу- тьего полимеризатора батареи. Это

лирующего органа 35 и закрытия р гу-обеспечивает повышение точности сталирукицего органа 3. 5билизации вязкости полимера по Myни.

Таким .образом, заданное значение нажном произво{ стве средней мощности

конверсии мономеров на выходе поли-позволит уменьшить среднеквадратимеризационной батареи по предлагаемо-. ческое отклонение вязкости полимера

му способу изменяется от отклонения Юпо Муни на 50| по отношению к известотношения скорости расходования ини-ному способу.

Реализация способа на крупнотон

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭМУЛЬСИОННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ в ба, тарёё последовательно установленных i V полимеризаторов при подаче инициато-ра и активатора в первый полимеризатор, заключающийся в изменении подачи инициатора в зависимости от конверсии мономеров, измеренной в головной части батареи, о тли ч аю щ и и с я тем, что,с целью повышения точности стабилизации вязкости полимера по Муни, корректируют конверсию мономеров на выходе батареи полимеризаторов в зависимости от отношения скорости расходования инициатора к скорости расходования активатора, определяемого на выходе третьего полимеризатора батареи, при этом при увеличении указанного отношения включает в работу резервный (Л полимеризатор, а при уменьшении прямо прсэторционально уменьшают температуры в полимеризаторах батареи. оо о со а со