Способ регулирования процесса полимеризации в производстве изопренового каучука Советский патент 1985 года по МПК C08F136/08 G05D27/00 

Изобретение отног/нтся к ;пггсзматиз.-идии ripouecroR полимеризации и может бЬГГЬ tiCIIOJIb OPanO в ПрГ),СТпе cii JTeiHi R( И С5ггррь:оу ого каучука, в пефтехимичсскгм иромыпьтрнности.

И3 Г5 е с г 8Н с По с г 1 б )Р г у. 1 и ро Н а к

TjpoLiecca иол и.м ери за дин с отпряженных диено.в путегм стабилизации средней молекулярной масср.1 (вязкости по Иуни) rroJjHf-iepa воадейстнием иа температурный peжи полимерия ад ион но то реактора иэмеиением расхода х.ладагента или температу хы исходной реакцио 1иой смеси (пьмхты) l J.

Недостатком данюго способа яв,пяютс.я отраниченяые вoaмoж rocти ио стпил1. однородности каучука,

Это объяс} яется тем, что Л15И с:у; 1,еелл ую1ией т-екнолотии пoJiyчeния изоlipenoiioro казчука ия eлeниe расхода хла1;аге;гга в )ажд,а) рубашку ;: Сг а к т с р а, о к а з fji п а t; т с я и е з ф е к т и и н ИРИДУ ко фсЬлп,иелпа renjuirieрсдпчи через стенки р еактора., па когч-)) лалиггает термоизолирукллая илтеi; ,1Л1мерао Изме 1ен11е TeMneimTvp i ;схгд.чно; iif ак1;ио1И1ой смеси г1Оз),о-ля(-. :ч 1ули;)с нат;1 о,iecv м,,ссу {, 04 :i;orь II.:- fv; i) пО)Л1М(.ра и широких ир:;длах, одмако тчп канал VP гу:гиронан 5я характери- уется оольлллм зала зд нваиием , обуслоБ.гтс Л1;ым теплоиом инег/ционтость ; ат:к;дил7:,ника и Л(;Л 1мериз аци(ЛП1от( реактора, что ппгво;. л vxy;;ineiHTio точлосги pejy.г;роиапия v, ухудшению одио одло1.ги по вязкости по Муни,

ilas-CiojH c IV лре ла1аемому по Ti,-л/л-ческой -чнаюсти и баз(тным объекго. Я31иотся f:aot:oC peryjii-ipoBa- ЛИЯ .iii. ел ло:;и:-Сриз алии -э 1гроизводсгио лзСЛре riOHoio ьаучука путем сталл, г:зацич кол1Д Н Тра лил лоллмсра измеяеиием ррсхо;да катализатора и сга;ллл{за-д;1 - вязкости по Кули лолимела 11змеле11ием расхода аодорсл а я реaKHKoFriyio c iecb .; тчлчлерату 5ь; исх;;АЛоЛ реак--,лолЛОЛ (. Мрллем при .Л1 -л зкос :- по iynv; за вер::Л1П1 предел осу11,ос ч;ля;ат позлелстлие ла ге--лтйратуру (лл одлсл1 реакдлолной с:г-ЛС -л а изменении йЯл осч1 ло Муля лл илжплй за,глл И11П1 лредел осу1и; с1лля от ноз;1ейстпие яа расхол ре; 1;;;ят.лл: мг :кл уг;ярЛ(ЗЙ мас;С1)1 :. 2j,,

il;.v; лглл.льзолалл лорзот умлл-лл Г vIO;i;C Ч- НО 3 Л еГкЧЗ И Я ЛЗМене ПЛ1 ММ

ло1) исходглэй реакционной смеси недс)Статки да.чното способа совпадают с описан1Л-,1ми д.пя способа 1. Иси(льзование же nTopoixi регулирующего

}зоз;тейст1 ия - изменения расхода регуjiHTOpa молекулярной массы (в случае полиизопрена - водорода) - позволяет ре1 улиро1 ать среднюю молекулярную (вязкость по Муни) полимера в

сравнительно узких пределах, что приводит к снижению точности стабиллзапии средней молекулярной массы (вязкости ITO ) полимера.

Однасо это г способ характеризуется ,остатол}лт в,1скол точностью стаСл1лУ залии Гтязкости ло Муни,

1( изобретения - ловьпиение точлос л стаби.плза;:,ии вязкости по Муни ло.лимера .

|;ст;л-з. iienh достигается тем, согластлт способу регулирования процесса по.)задии Е производстве изол)() :чаучука путем стаби.П1залии KcxTuebxrpaunti ио/л-1мера измеЛ1ллием 1Л схола ка;а:л- затора и стабиллз;иил1 лязкости по Муни полимера из;.1елеллем раолл а в(дорода в реакционЛло смесь и температуры исходной реа:-:ллслплл1 смеси измеряют расход исхо. реакл,ло11лой смеси, олределяют ллзлро л;у / одоро,па на эту реакционiiyro смесь 1 Л1)л отк/юнении ее от зал. з;лаь;елия изменяют температуГ). лсхс,;.ллл1 реакл,иоллой смеси.

лред„л1Гаемого способа со .( в ГОК, что Ч динамике вяз-слглгь ио Мупи стабилизуется измене ллс.м расхс5л.а -лгулорода. и поскольку згот канал регу.чи)ОР,алия является П:;1строл;е;кл вую1:л м (изменение конле лгра1ЛЛ1 гллдорода п реакторе проис:л)дит очень быстро лри изменении его )асход.а), то л,ости ается высокая точ.Г}С- релу.лир 5валия, а в статике ре1ули л.вания лязкости по Муни осущест1 ляется гл1 сл.дет глз енения температуры Пихгы, лто обеспечивает достаточно :;;)5;окий диалазон ре1улирования. При этом каскаллое ггостроение системы Р е гул I г Р; о в а Н л я об е с л е лив а е т подд е ржа- 1И1е ;л)з.-ллол Л1 вс/лрода. на о1Л1осительно нез1дсокои уровне, что исключает рл.лзможносгь образования п большом колллестле олилоь еров изопрена, что л)гло ,l иметь место при больших дозировках ЗЛ орода .

На чертеже изображена схема реализации предлагаемого способа регулирования.

Схема состоит из реактора 1с мешалкой, трубопровода 2 подачи неходкой реакционной смеси (шихты), холодильника 3, трубопроводов 4-6 для подачи жидкого пропана, комплексного катализатора типа Циглера-Натта Иводорода соответственно, датчиков 7 и 8 расходов шихты и водорода, датчиков 9 и 10 концентрации и вязкости по Муни полимера, блока 11 определения дозировки водорода (отношение расхода водорода к расходу шихты) регулятора 12 и клапана 13 расхода водорода, датчика 14 и регулятора 15 темггературы шихты, клапана расхода хладагента (пропана), трубопровода 17 выхода раствора полимера регулятора 18 вязкости по Муни полимера, регулятора 19 дозировки водорода, регулятора 20 концентрации полимера на выходе реактора, клапана 2 расхода комплексного катализатора.

.Схема работает следующим образом

В реактор 1 с мешалкой по трубопроводу 2 подается шихта - раствор .изопрена в изопентане, которая предварительно охлаждается в холодильнике 3 жидким пропаном, подаваемым по трубопроводу 4. По трубопроводу 5 в шихту подается комплексный катализатор Циглера-Натта. По трубопроводу 6 в шихту подается также водород в заданном соотношении с расходом шихты (дозировка), При этом расход шихты измеряется датчиком 7, расход водорода - датчиком 8, с помощью блока 11 определяются дозировка ВОДО рода и выходной сигнал с блока 11 I поступает на регулятор 12 расхода водорода, воздействующий на клапан 13, регулирутощий расход водорода в реакционную смесь.

Температура шихты измеряется датчиком 14, сигнал от которого поступает на регулятор 15 температуры лшхты, воздействующий на клапан 16, регулирующий давление хладагента (пропана) в холодильнике 3.

Полимер выходит из реактора 1 по трубопроводу 17, на котором установлен датчик 9 концентрации и датчик 10 вязкости по Муни полимера. В качестве датчика вязкости по Муни используется, например, двухкапиллярный вискозиг етр постоянного расхода. Сигнал от датчика 9 поступает на регулятор 20 концентрации полимера, воздействующий на клапан 21 расхода комплексного катализатора Сигнал от датчика 10 поступает на регулятор 18 вязкости по Муни, воздействующий на задание регулятора 12 расхода водорода. Сигнал от блока 11 определения дозировки водорода поступает также на регулятор 19 дозировки водорода, выходной сигнал которого подают на задание регулятору 15 температуры шихты.

При изменении, например при увеличении, расхода шихты по трубопроводу 2 от датчика 7 расхода пшхты к бло-ку 11 поступает соответствующим сигнал,. Измеренная величина дозировки водорода меньшается и соответствующий сигнал поступает с блока 11 на регулятор 12. По команде от регулятора 12 изменяют положение клапана 13 па трубопроводе 6 подачи водорода до тех пор, пока расход водорода не станет равным заданному с регулятора 18.

При изменении расхода шихты в сторону уменьшения этот контур регулирования работает соответствующим образом.

Поскольку контур регулирования расхода водорода практически безынерционный, дозировка водорода восстановится до заданной при изменении расхода шихты очень быстро и ее кратковременное изменение не окажет влия1П1Я па контур регулирования температуры шихты. Задание на регулятор 12 поступает от регулятора 18 вязкости по Муни полгшера.

При изменении, например при увеличении, вязкости по Муни полимера (вследствие перехода на новую партию катализатора) на выходе реактора 1 в трубопроводе 17 соответствующий сигнал от датчика 10 вязкости по Муни поступает на регулятор 18 вязкости по Муни.С выхода последнего подается сигнал на увеличение задания регулятора 12 расхода водорода, который изменяет положение клапана 13 до-тех пор, пока расход водорода (измеренный датчиком 8) не будет соответствовать заданию на регуляторе 12 от регулятора 18. Сигнал об увеличении дозировки водорода с бло1са 1 1 подается также на регулятор 19, на выходе которого появится сигнал рассогласования текущего значения дозировки водорода с заданным. Это ПРИВОДИТ к увеличеигао задания регулятору 15 температуры шихты. Вследствие на.иичия рассогласования между сигналом датчика 14 температуры глихты и заданием па регуляторе 15 на выходе последнего появляется сип-гал на увеличение температуры IKHXTM, который изм няет положения клапана 16 на трубопроводе ч так, чтобы w.eHbuiHTb расход хладагента в холодильник 3. Контур регулирования темпег)атуры шихты прекращает работу, когда температуоа пшхты соответствует зад.аииго, поступающему с регулятора 19 дозировки водорода. При возм ацениях по ско1)ости полимеризации, которые,,в частности, могут быть вызваны теми же причинами, что и возмущения по вязкости по Муни концентрация по, стабилизируетС.У на заданном ypoiuie работой регулирующего контура: 9, информация, по концентрации псхнимера с которого подается на- регулгятор 20, i при наличии рассогласования между конде1;трлцией полимера я за,ианчег-1 с ЕЬ;ходр. регул.нтора 20 nocrynjiei сигн на клапан 21, рсгулРГ})ующий ::oiia.4V к тализатору :(о чрубопроподу 5 р реакто-о 1 „ Через некоторое «следствио поБьинения reMviei a гурь; гиихть умеяыиается Бязкосчь по Муип, умент. сигнал с датчика К) яязкос1и по iiy;-i4 и контур регу,жирования дозирс вки водО Зода срабатывает в то- вгге;(Ы1ост1:-, кях о тисаи; ко в сбрат};у 0 стоооиу, . дорода, измеренная; в бл, шается 3 т, г, гея к siiabeiiHio, соогветстг;ую;цему заданяю на регуляторе 19, на которог исчезает сигна,; расеогласовпнпя, iio тупа.о1дий на регул ятор , и работа конту1;а регулирован1 я темпе-натуры шихты прекращается. Она зафиксирова на на новом значении, обеспечивающе при наличии возмугцения задгпиюе зна чение вязкост ; по Мунп и 3ajM,aHHy:c величину дозировки вод,оро,:а , Г(ри зменьшеиии вязкост1 по Муии цел схема -регулирования работает аналогично, но из ечения ироисходя S3 обратную сторону „ Таким образом, воздействие по из MesienHJO доз 5ровки водород.а при нении вязкоети но в да1;Н( соЬе яв.чяется вспомогательным возде1 и:твием, а контур регулирования д,озирозки водорода - вспомогательным контуром, обеспечивающ м более быструю KOMneH.aiuiio возм чдений по вязкости 40 Муни по.ггимера и более точное ее регулирование в ди(гамике, Контур регулирования температуры шихты является ocuoBHbnvj регулирующим контуром„ Его рабо1-а обеепечивает поддё.ржание в статике заданного значения вязкости по Муни в широком диаna3OFie ее изменения и заданной величины ,дозировки водорода, П р и м е р 1. Регулирование проп, полимиризации в производстве чолиизопренового каучука осуществляют по предлагаемому способу. Пр;-г этом процесс пг лимеризации ос у-цесгвляют в реакторе 1 при 4А°С, pacxoj, шихты ( раствор изог ре;;п в изрпептане), поступаюпий по трхбопроводу 2, составляет 30 т/ч .,, при темперадуре -/. (,, -соторую поддерг-;..«аюг регулирующего контура: д,ятчик 1, г)егулятор 15. клапа : fi , п.-:;дил))1;и:с 3, .Цозировку аодоро:.,а . ог,лваемого по грубопро;юду б, 0,1 , .ет с помо1 ;т,ю контура : датчики 7 и 8, 1.1 19, П. На оегу.пятО ы I / выходе реактора получают раствс-г,- полиизот.рена с концентрацией 9,7i-jac,% KfiTopyio стабилизируют с liOMoiubii контура; датчик 9, регуля 00 20 слапан 1, Вязкость по Муни n;M i;;epa., измеряемая датчиком 10, (О:тапляет 80 е;;, Му1-;и. 11-; задание регулятора 19 подают ; т г. с г -j я ч н у ю в с л и и н у ., с о о т в е т с т в ующ ую ча1,ап;1С)л дозировке вопорода 0,1 нм-/т, ):р; Че,;чтче :т;И вязкости по Муни полиметза гчзи riepexo;;e на новую партию кртализаторя до 82 ед. по регулирую:::гУ у кон-;-уру; датчик 10, регулятор 18, регулятор 12, слапам 13, д атчик 8, блок 1 , увеличивают дозировку водо; ода от 0,35 нм-/т. Через 30 мин вяз-. кость по Муни снижается ;о .заданного значения 80 ед. и кон1ур регу.ггирования 5, U

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛ1Ф1ЕРИЗАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗОПРЕНОВ1 ГО путем стабилизации концентрации полимера изменением расхода катализатора и стабилизации вязкости по Муни полимера измене.шем расхода водорода в реакционную смесь и температуры исходной реакционной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации вязкости по Муни полимера, измеряют расход исходной реакционной смеси, определяют дозировку водорода на эту реакционную смесь и при отклонении ее от заданного значения изменяют температуру исходной реакционной смеси. Задомие на хзнрсгт по Муни .-- - дРастоор по/гииера