Система для автоматического управления процессом дегазации полимера Советский патент 1984 года по МПК C08C2/06 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации процессов дегазации, например водной, и может быть применено в производстве каучуков СКИ, СКД и др. в химической и нефтехимической промьшшенности. I Известно устройство для автоматического управления процессом водной дегазации полимера, содержащее датчи остаточного содержания легколетучих углеводородов в дегазированной крошке каучука и соответствующий регулятор, датчик температуры в дегазаторе соединенный через регулятор с клапаном на трубопроводе подачи пара в де газатор, клапан на трубопроводе пода .чи полимериэата в дегазатор, блок коррекции, выявитель знака отклонени регулируемого параметра и переключатель управляющих воздействий, которы своим входом соединен через выявитель знака отклонения регулируемого параметра с датчиком остаточного содержания легколетучих в дегазированной крошке каучука, первым выходо соединен через регулятор остаточного содержания легколетучих в дегазирова ной крошке каучука с клапаном на тру бопроводе подачи полимеризата в дегазатор, а вторым выходом через блок коррекции - с регулятором температур в дегазаторе С13 Недостатком данного устройства является высокий расход пара на дега зацию, так как не учитывается концент рация низкомолекулярных углеводородов (например, толуола) в исходном полимеризате. Концентрация толуола в исходном полимеризате колеблется в широких пределах (1-7% веса) и зависит от качества приготовления растворов катализатора и стабилизатора полимера, в которых толуол является растворителем. На концентрацию толуола в полимеризате оказывает существенное влияни промывка толуолом запорной арматуры и сужающих устройств на трубопроводах подачи катализатора в полршеризационные батареи. Колебания концент раций толуола в исходном полимеризате ухудшает качество дегазации полимера и ведут к перерасходу пара. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является сиетема для автоматического управления процессом дегазации полимера, содержащая дегазатор,датчики расходов воды, полимеризата и пара в дегазатор, датчик температуры в дегазаторе, соединенный с регулятором, блок коррекции расхода пара, соединенньи своим входом с датчиком расхода полимеризата, а выходом - с задающим входом регулятора расхода пара 2. Недостатком известного устройства является высокий расход пара на дегазацию, так как в этом устройстве не учитывается концентрация низкомолекулярных углеводородов в исходном полимеризате, что приводит к колебаниям остаточных углеводородов в дегазированной крошке и связанному с этим .колебанию расхода пара. Цель изобретения - уменьшение расхода пара на дегазаи1ию. Указанная цель достигается тем, что система для автоматического управления процессом дегазации полимера, содержащая дегазатор, датчики расходов воды, полимеризата и пара, соединенные через регуляторь с клапанами на трубопроводах подачи воды, полимеризата и пара в дегазатор, датчик температуры в дегазаторе, соединенный с регулятором, блок коррекции расхода пара, соединенный своим входом с датчиком расхода полимеризата, а выходом - с задающим входом регулятора расхода пара, дополнительно снабжена буферной емкостью для полимеризата, холодильником для охлаждения отдувок из буферной емкости, датчиком концентрации низкомолекулярных углеводородов в полимеризате, датчиком и регулятором давления отдувок, клапаном на трубопроводе подачи хладагента в холодильник, блоками коррекций температуры в дегазаторе и расхода воды, при зтом буферная емкость для полимеризата соединена трубопроводами с дегазатором и холодильником, датчик концентрации низкомолекулярных углеводородов в полимеризате соединен с первым в.ходом блока коррекции температуры в дегазаторе, первый выход датчика давления отдувок соединен через регулятор с клапаном на трубопроводе подачи хладагента в холодильник, а второй выход - с вторым входом блока коррекции температуры в дегазаторе, выход которого соединен через регулятор температуры в дегазаторе с вторым входом блока коррекции расхода пара, причем вход блока коррекции расхода воды соединен с выходом датчика расхода полимериэата а выход - с задающим входом регулятора расхода воды. На чертеже изображена блок-схема системы. Система содержит буферную емкость 1 для полимеризата; дегазатор 2; холодильник 3; контур регулирования расхода воды, содержащий датчик 4, регулятор 5 и клапан 6, контур регулирования расхода полимеризата в дегазатор 2, содержащий датчик 7, регу лятор 8 и клапан 9; контур регулирования расхода пара, содержащий датчи 10, регулятор 11 и клапан 12; датчик 13 и регулятор 14 температуры в дега заторе 2; контур регулирования давле ния отдувок, содержащий датчик 15, регулятор 16 и клапан 17, датчик 18 концентрации низкомолекулярных углеводородов в полимеризате; блок 19 коррекции температуры в дегазаторе 2, блок 20 коррекции расхода пара, блок 21 коррекции расхода воды. Буферная емкость 1 для полимериза Та соединена с дегазатором 2 трубопроводом подачи полимеризата. Блок 19 коррекции температуры в дегазаторе 2 соединен своими входами с датчиком 15 давления отдувок и датчиком 18 концентрации низкомолекулярных уг леводородов в полимеризате. Выход блока 19 соединен с задающим входом регулятора 14 температуры, выход которого связан через блок 20 коррекции расхода пара с регулятором 11. Блок 21 коррекции расхода воды связывает датчик 7 расхода полимеризата с задающим входом регулятора 5 расхода воды. Полимеризат, представляющий собой раствор полимера, незаполимеризовавшегося мономера (изопрена), низкомолекулярных углеводородов (толуола) в растворителе (изопентане) подают в буферную емкость 1 для полимеризата, где полимеризат усредняется и накапливается . Затем усредненный полимеризат из буферной емкости 1 пода1бт в дегазатор 2, куда также подают воду и пар. В дегазаторе 2 осуществляют отгонку растворителя, незаполимеризовавшегос мономера и низкомолекулярных углеводородов, которые в смеси с парами воды отводятся через верх дегазатора 2. Пульпу полимера, представляющего собой суспензию дегазированных частиц полимера (крощки каучука) в воде отводят из куба дегазатора 2 на обезвоживание каучука. В дегазаторе 2 поддерживают определенную температуру, соответствующую остаточному содержанию углеводородов в дегазированной крошке каучука, которое определяют лабораторным способом. Отдувки из буферной емкости 1, представляющие собой пары углеводородов (изопентан, изопрен, TOjiyoj:) направляют на абсорбцию, предварительно охладив их в холодильнике 3. Охлаждение отдувок имеет существенное значение для экономии (снижения расхода) пара на дегазацию, так как охлаждение отдувок снижает давление, что улучшает отсос углеводородов из буферной емкости 1. Это, в свою очереди, обеспечивает уменьшение количества углеводородов, поступающих в составе полимеризата в дегазатор 2, а следовательно, требует меньшего расхода пара для дегазации каучука до заданного остаточного содержания углеводородов. Система работает следующим образом. Регулятор 16 по информации с датчика 15 формир т управляющий сигнал на клапан 17, который, изменяя подачу хладагента в холодильник 3, стабилизирует давление отдувок из буферной емкости 1. Регулятор 8 по информации с датчика 7, воздействуя на клапан 9, стабилизирует расход полимеризата в дегазатор 2. Блок 19 коррекции температуры в дегазаторе 2 корректирует по информации с датчиков 15 и 18 давления отдувок и концентрации низкомолекулярных углеводородов, заданную температуру в дегазаторе 2, которая вводится в блок 19 вручную. Сигнал, соответствующий скорректированной заданной температуре, поступает с выхода блока 19 коррекции на вход регулятора 14, который формирует и выдает на блок 20 коррекции расхода пара сигнал, корректирующий заданное соотношение расходов полимеризат-пар, Блок 20 коррекции расхода пара по информации с датчика 7 расхода полимеризата, а также по сигналу, соответствующему скорректированному заданному соотношению расходов полимеризатпар, формирует управляющий сигнал на регулятор 1 1, которьш по информ:1цли с датчика 10, воздействуя на

S11094

12, приводит действительное значение расхода ггара к заданному значению.

Блок 21 коррекции расхода воды по информации с датчика 7 расхода полимериэата формирует на своем выходе 5 в соответствии с заданным соотношением расходов полимеризат-вода (которое вводится в блок 21 вручную) управляющий сигнал на регулятор 5 расхода воды. Последний по информации Ю с датчика 4, воздействуя на клапан 6, стабилизирует расход воды на заданном значении. Таким образом, охлаждая отдувки углеводородов, снижают давление отдувок с 0,7 ати (давле- 5 ние отдувок на базовом объекте без использования холодильника) до 0,3 ати и этим улучшают отсос отду16

вок, что обеспечивает уменьшение расхода углеводородов в дегазатор в составе полимеризата, а следовательно, уменьшает требуемый расход пара на дегазацию. Учитывая давление отдувок и концентрацию низкомолекулярных углеводородов в исходном полимеризате, косвенно судят о количестве углеводородов, поступающих в дегазатор, корректируя по их изменениям температуру в дегазаторе, а затем расход пара,добиваются повышения точности стабилизации остаточного содержания углеводородов в крошке, а также рационального (без возмущений) расходования пара (расход пара на 1 т дегазированного каучука снижается на 0,1568 г-кал/т|.

СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДЕГАЗАЦИИ ПОЛИМЕРА, содержащая дегазатор, датчики расходов воды, полимеризата и пара, соединенные через регуляторы с клапанами на трубопроводах подачи воды, полимеризата и пара в дегазатор, датчик температуры в дегазаторе, соединенный с регулятором, блек коррекции расхода пара, соединенньш своим входом с датчиком расхода полимеризата, а вькодом - с задающим входом регулятора расхода пара, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения расхода пара на дегазацию, она снабжена буферной емкостью для полимеризата, холодильником для охлаждения отдувок из буферной емкости, датчиком концентра1даи низкомолекулярных углеводородов в полимеризате, датчиком и регулятором давления отдувок, клапаном на трубопроводе подачи хладагента в холодильник, блоками коррекции температуры в дегазаторе и расхода воды, при этом буферная емкость для полимеризата соединена трубопроводами с дегазатором и холодильником, датчик концентрации низкомолекулярных углеводородов в полимеризате соединен с первым входом блока коррекции температуры в дегазаторе, первый g выход датчика давления отдувок соединен через регулятор с клапаном на (Л трубопроводе подачи хладагента в холодильник, а второй выход - с вторым входом блока коррекции температуры в дегазаторе, выход которого соединен Через регулятор температуры в дегазаторе с вторым входом блока коррекции расхода пара, причем вход блока коррекции расхода воды соедисо нен с выходом датчика расхода полиме- 4 ризата, а выход - с задающим входом регулятора расхода воды.