Способ регулирования процесса полимеризации этилена в крупнотоннажной установке Советский патент 1983 года по МПК C08F110/02 G05D27/00 

00 СлЭ ел

Изобретение относится к автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано при управлении крупнотоннажным процессом полимеризации этилена в трубчатом реакторе при высоком давлем и в нефте- . химической промышленности.

Известен способ управления процессом получения полиэтилена при высоком давлении, заключающийся в ста- to билизации. температуры и давления в реакторе полимеризации, определении оптимального отношения производительности процесса и среднего молекулярного веса получаемого попи- 15 мера и воздействии, в зависимости от величием указанного соотношения, на температуру, давление в реакторе и на расходы газообразного и жидкого инициаторов и химического ре- 20 гулятора длины цепи полимера, а также регулирования молекулярно-массово го распределения полимера воздействим Fia расход химического регулятора лины цепи полимера в реакторе tV. 25

Однако известный способ не обеспеивает качественных показателей полиера из-за сравнительно большого транспортного запаздывания при стабилизацииJQ

температурного режима процесса полимеризации.

Наиболее бгмзким к предлагаемому по технической сущности является спо соб регулирования процесса полимеризации этилена в крупнотоннажной установке, состоящей из трубчатого реактора и отделителей высокого и низкого давления, заключающийся в регулировании давления в реакторе путем воздействия на расход реакционной смеси после трубчатого реактора с коррекцией по температуре в реакторе С 2.

Недостатком известного способа ,является ограниченные возможности в отношении повышения TO4HoctH регулирования показателя текучести расплава полимера так как им не предусмотрено измерения этого показателя и корректировке технологического режима в зависимости от его величины.

Целью изобретения является повышение точности регулирования показателя текучести расплава полимера.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу регулирования процесса полимеризации этилена в

крупнотоннажной установке, состоящей из трубчатого реактора и отделителей ввсокого и низкого давления, заключающемуся в регулировании давления в реактор путем воздействия на расход реакционной смеси после трубчатого реактора с коррекцией по температуре в реакторе, дополнительно регулируют отношение суммы расходов свежего зтилена и этилена от отделителя низкого давления к расходу кислорода путем изменения расхода кислорода и корректируют данное отношение и давление в реакторе в зависимости от показателя текучести расплава полимера.

На чертеже показана блок-схема одного из вариантов системы регулирования .

Система регулирования состоит из компрессора 1 первого каскада, компрессора 2 второго каскада, трубчатого реактора 3. отделителя высокого давления, отделителя 5 низкого давления, датчика 6 расхода свежего этилена, датчика 7 расхода непрореагировавшего этилена из отделителя низкого давления 5, датчика 8 расхода кислорода, регулятора 9 отношепоступающего на установку и непрореагировавшего этилена .f tatwro давления, к расходу кислорода, клапана |10 на трубопроводе кислорода, датчика П температуры в трубчатом реакторе 3, датчика 12 давления в трубчатом реакторе 3 регулятора 13 давлния в трубчатом реакторе 3. клапана Il на потоке реакционной смеси после трубчатого реактора 3, датчика 15 покаЗс1теля текучести расплава полимера и регулятора 16.

Система работает следующим образом.

С помощью датчика 12 давления в трубчатом реакторе 3 и регулятора 13 давления регулируют давление в реакторе 3 путем воздействия на регулиру10щий клапан И, температуру в трубчатом реакторе 3 измеряют с помощью датчиков 11 температуры, сигналы которых для коррекции на регулятор 13 давления. С помощью датчика 15 показателя текучести расплава, расположенного после отделителя 5 низкого давления и регулятора 16 регулируют давление.в реакторе путем коррекции задания давления регулятору 13 давления. Тем самым обесния суммы расходов свежего этилена. печивается коррекция режима процесса полимеризации по контуру регулирования) характеризуемому максималь ным быстродействием. Необходимость введения коррекции задания регулятору давления в зависимости от значения показателя теку чести расплава полимера обусловлена тем, что вследствие наличия неконтролируемых возмущений-колебаний состава рабочего газа, подаваемого в трубчатый реактор 3 (из-за примесей: пропилена, метилена и т.д,, являющихся передатчиками цепи полимеризации) , имеют место значительные колебания (до 50%) значения показателя текучести расплава полим ра. Чем выше содержание примесей, тем выше значение показателя текучести расплава и наоборот. С целью оперативной компенсации этих колебаний производится коррекция задани регулятору давления, цто приводит к изменению давления и его стабилизации на новом уровне и, как следст вие, к изменению температурного режима в трубчатом реакторе 3. При повышении значения показателя текучести расплава ( в результате коррек ции задания регулятору давления) снижается давление в реактрре, что приводит к снижению показателя теку чести расплава полимера и наоборот. Зависимость, реализуемая регулятором 13I может быть представлена в виде коэффициента коррекции. Этот коэффициент характеризует величину коррекции задания при изменении показателя текучести расплава (относи тельно заданного значения) на величину, равную 0,1 г/10 мин. е помощью датчика 6 расхода свежего этилена, датчика 7 расхода непрореагировавшего этилена из отделителя 5 низкого давления, датчика 8 расхода кислорода и регулятора 9 отношения, производится регулирование отношения между суммой расходов этилена, подаваемого в реактор 3, и расходом кислорода. Введение новой регулируемой величины - отношение между суммой рас ходов этилена и расходом кислорода, обусловлено следующим. Колебания степени конверсии (производительности реактора) приводит к флуктуациян количества этилена, поступающего из отделителя низкого давления Следствием этого являлись колебания концентрации кислорода в рабочем газе, часто приводившие к нарушениям технологического режима и к получению некондиционного продукта, так как известно, что начальная концентрация кислорода наряду с давлением являются основными параметрами определяюиими процесс полимеризации и качество полимера. Контур регулирования построен таким образом, что концентрация кислорода на входе в трубчатый реактор 3 стабилизируется независимо от колебаний расхода этилена, поступающего из отделителя низкого давления. Это обеспемивается тем, что при постоянной подаче свежего этилена и при увеличении коли1«ства этилена, поступающего из отделит.еля низкого давления, увеличивается расход кислорода и началь- . ная концентрация кислорода в рабочем газе сохраняется на заданном уровне. При уменьшении количества этилена, поступающего из отделителя низкого давления, подача кислорода соответственно уменьшается, и начальная концентрация кислорода в рабочем газе, подаваемом на входе трубМатого реактора, остается постоянной. Необходимость коррекции величикм отношения между суммой расходов этилена, подаваемого в реактор, и расходом кислорода в эёвисиности от величины отклонения показателя текучести расплава от задаммого обусловлена следующим. Давление в трубчатом реакто|}е можно скорректировать в зависимости от величины показателя текучести расплава полимера на величину ие более 250 атй, так как в противном случае, получаемый продукт имеет плотность, отличающуюся от задаваемой технологическимрегламентом. Коррекция величины отношения между суммой расходов этилена, подаваемого в реактор, и расходом кислорода в зависимости от величины отклонения показателя текучести расплава от заданного реализуется такип образом, что при увеличении величины показателя текучести расплава повышается указанная величина отношения и начальная концентрация кислорода в рабочем газе, подаваемом в реактор, снижается. Это приводит к уменьшению teмnepaтypы в трубчатом реакторе 3 и, как следствие, к снижению пока- . зателя текучести расплава. Наоборот,

при уменьшении величины показателя текучести расплава в результате коррекции указанное отношение уменьшается, начальная концентрация в рабочем газе возрастает, температура в реакторе повышается и, как следствие, повышается показатель текучести расплава,

Зависимость для канала коррекции, по которой работает регулятор 9, может быть представлена в виде коэффициента коррекции. Этот коэффициент характеризует величину коррекции задания регулятору отношения в ПШ (концентрация кислорода в этилене, выраженная в весовых частях на млн, задается техНрлоТическим регламентом) при изменении показателя текучести расплава относительно заданного значения на величину, равную г/10мин Этот коэффициент составляет it-0,5 ППМ (0,1 r/tO KWH) для диапазона изменения показателя текучести расплава 0,2-7,0 г/10 мин.

Использование предлагаемого способа позволит повысить точность регулирования показателя текучести расплава полимера путем коррекции величины давленияв реакторе, в зависимости от показателя текучести расплава полимера, а также путем регулирования отношения между суммой расходов этилена, поступающего в реактор, и расходом кислорода с целью стабилизации начальной концентрации кислорода в рабочем газе, причем указанное отношение корректируется в зависимости от показателя текучести расплава. Предлагаемый способ позволяет стабилизировать в узких пределах показатель текучести расплава и уменьшить выход некондиционного продук/а в среднем на 12-15%. .

. СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА В КРУПSU,.,. 1033505 А 3