Способ автоматического управления процессом получения синтетического каучука Советский патент 1985 года по МПК C08F136/04 G05D27/00 

1 Изобретение относится к автомати зации процессов получения синтетических каучуков, например СКИ, СКД СКС и др., и может быть использовано в химической и нефтехимической , промьпиленности. Целью изобретения является повы шение однородности каучука по его физико-механическим показателям и снижение затрат на проведение процесса. На чертеже изображена система, реализующая предлагаемьм способ. Система состоит из полимеризационных батарей 1 и 2, усреднителя 3, мешалки 4, контура регулирования расхода шихты на полимеризационную батарею 1, состоящего из датчика 5 регулятора 6 и клапана 7, контура регулирования расхода шихты на поли меризадионнзпо батарею 2, состоящего из датчика 8, регулятора 9 и кла пана 10, управляющей вычислительной машины (УВМ) 11, датчика 12- расход полимеризата и датчика 13 уровня в усреднителе. Полимеризадионную шихту, представляющую собой раствор мономера (изопрена) в растворителе (изопентане), подают на полимеризадионные батареи 1 и 2, где в присутстви катализатора осуществляется образование полимера. При этом полимер с равных полимерйзационных батарей отличается своей концентрацией в растворе и качественньми показате.лями, например, вязкостью по Муни,. пластичностью и т.д. Для получения однородного по качественным показателям полимера раствор полимера (полимеризат) из полимерйзационных батарей 1 и 2 направляют в усреднитель 3, где его непрерывно перемеши вают мешалкой 4. Полимеризат из усреднителя 3 подают на агрегаты дегазации, а дапее - на агрегаты выделения. Агрегаты дегазации и особенно агрегаты выделения часто останавливают на ремонт из-за механических поломок. В связи с этим изменяют (уменьшают) расход полимеризата на агрегат дегазаций (при коллекторной подаче пульпы с агрега тов дегазации на агрегаты выделения или останавливают соответствующий агрегат дегазации (при парной работ агрегатов выделения и дегазации). 8 Управление процессом получения синтетического каучука по предлагаемому способу осуществляется следующим образом. Информацию с датчиков 5, 8, 12 и 13 вводят в УВМ 11. Сглаживают Измеренньй расход полимеризата из усреднителя 3 по формуле . РПТ; o,-Fm; (1-,)Fmi, (D где Fj,.. - сглаженное значение расхода полимеризата из усреднителя 3 на текущем шаге расчета управляющих воздействий; - коэффициент сглаживания. По информации о сглаженном значении расхода полимеризата определяют заданный общий расход F . шихты на полимеризационные батареи: т,««А . н н Ы oeUv I Сглаживание расхода полимеризата исключает скачкообразные изменения расходов шихты на полимеризационные батареи и тем самым исключает возмущения на процесс полимеризации. Далее определяют заданное значение уровня Нзд полимеризата в усреднителе 3 по формуле зад Н- а-Р„,. + Ь, где а и b - константы, учитывающие предельно допустимые значения уровня полимеризата. При этом при увеличении расхода полимеризата заданное значение уровня уменьшается и наоборот. Это позволяет создать запас для повьшения уровня в случае отключения агрегатов дегазации или выделения и тем самым исключить необходимость резких изменений расходов шихты. Сглаживают заданное значение уровня по формуле v зад ад , эад Н; ,Н; + ( , (4) где Н. - сглаженное заданное значение уровня полимеризата в усреднителе 3 на текущем шаге расчета управляющих воздействий; коэффициент сглаживания. Рассчитывают верхнюю Н,. и нижol Ълнюю уставки сглаженного заданного .уровня соответственно по формулам . где ь Н предельно допустимое о клонение уровня полимеризата в усреднителе от его сглаженного зад ного значения. Сравнивают измеренное датчиком значение уровня Н в усреднителе 3 уставками .и, если оно вьшло за пре делы уставок, определяют отклонени &.Hj уровня от ближайшей уставки: ,cT - значение верхней или ниж ней уставки сглаженного заданного уровня полимеризата в усреднителе 3. Корректируют заданный общий расход шихты в зависимости от отклонения дН по формуле +Кп,-дн AH-4t, F скорректированное заU 06Ц 1 данное значение общег расхода шихты; константы; дисперсность определе ния и вьщачи управляю щих воздействий. Сглаживание заданного значения уровня полимеризата в усреднителе 3 и определение его уставок дает возможность корректировать заданное значение общего расхода шихты на полимеризационные батареи только в исключительных случаях, т.е. при скачкообразных изменениях расхода полимеризата из усреднителя 3. Сглаживают измеренные расходы на полимеризационные батареи 1 и 2 по формуле + (1-«,)F - сглаженное значение рас хода шихты на полимериз ционную батарею на теку щем шаге расчета управляющих воздействий; коэффициент сглаживания, Для каждой полимеризационной батареи рассчитывают верхнюю F нижнюю F.,;,, уставки заданного расхода шИхты соответственно по формулампредельное -отклонение заданного расхода шихты на полимеризационную батарею от сглаженного значения расхода шихты. нивают суммарный расход шихты на.полимеризационные батааданным общим расходом шихределяют рассогласование ими: 5 F .. -F 1 -, mjlUl ОбЫ, i количество полимеризационных батарей (). висимости от рассогласования ректируют общий расход шихты уле ,--F. . + к„,-йР| к„ДаР;.г,1 .(13) ЫОБЦ1 - чА Q -скорректированный по суммарному расходу шихты на полимеризационные батареи общий расход шихты;-константы.. еляют заданный расход у, полимеризационную батарею: п аждой полимеризационной батаничивают заданный расход шихощью нелинейного звена типа о формуле - ограниченное заданное значение расхода шихты на полимеризационную

$ 1

батарею на текущем шаге расчета управляющих воздействий;

F,f- /ЙА

Qt,

lui

приращение заданного iiii-T расхода шихты на полимеризационную батарею.

Корректировка заданного общего расхода шихты по сумме расходов шихты на полимеризационные батареи и ограничение задания по расходу шихты на каждую батарею с помощью звена типа упор позволяют перераспределять нагрузку между полимеризационными батареями в случае повышения давления в одной из батарей, так как дополнительное открытие клапана при этом не дает сколько-нибудь существенного увеличения расхода шихты на эту батарею. Звено типа упор дает также возможность сразу реагировать на выход уровня полимеризата в усреднителе 3 за уставки и на изменение расхода полимеризата из усреднителя.

Сигналы, соответствующие ограниченным заданным расходам шихты на полимеризационные батареи, с УВМ 11 выдают на регуляторы 6 и 9, которые по информации с датчиков 5 и 8, воздействуя на клапаны 7 и 9, приводят расход шихты на полимеризационные батареи 1 и 2 к заданным значениям.

Таким образом, измеряя расход полимеризата и определяя по нему за997586 .

данный общий расход шихты на полимеризационные батареи, учитывают производительность агрегатов дегазации и выделения. Корректируя заданньй уровень полимеризата в усреднителе по расходу полимеризата из него, создают заблаговременный запас по накапливанию полимеризата в случае отключения агрегатов дегазации

10 или вьеделения, а-это позволяет плавно регулирова ть расходы шихты на полимеризационные батареи. Кроме того, изменяя общий расход шихты постепенно, в зависимости от сглаженного

15 .расхода полимеризата, также исключают внесение возмущений в процесс полимеризации резким изменением рас-, хода шихты. Корректировка общего расхода шихты в зависимости от сум20 мирного расхода шихты на полимеризационные батареи и ограничение заданий регулятором расходов шихты на полимеризационные батареи с помощью звена типа упор дают возможность

25 перераспределять нагрузку между батар еями при повьшении давления в одной из них. Все это существенно повьш1ает однородность полимера по его физико-механическим показателям и, вместе с тем, повышает ритмичность работы агрегатов дегазации и вьщеления, что приводит к снижению расхода растворителя на 7,6%, а расхода катализатора на 5%. Все это приводит к уменьшения затрат на проведение процесса.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО КАУЧУКА, основанный на усреднении показателей полимера в полимеризате путем смешения его потоков с нескольких параллельно работающих полимеризацйонных батарей и изменении расхода шихты на полимеризационные батареи в зависимости от параметров процесса, отлИч ающ и и с я тем, что, с целью повьшения однородности каучука по его физико-механическим показателям и снижения затрат на проведение процесса, измеряют расходы шихты на полимеризационные батареи, уровень полимеризата в усреднителе и раскод полимеризата из него, определяют сглаженные значения расхода шихты на полимеризационные батареи, расхода полимеризата из усреднителя и за-. данный уровень полимеризата в нем и воздействуют на расход шихты на каждую полимеризационную батарею от найденньтх сглаженных значений расхода полимеризата из усреднителя, заданного уровня полимеризата (Л в нем и измеренного значения этого уровня в усреднителе, суммарного значения расходов шихты на полимеризационные батареи и найденного сглаженного значения расхода шихты на данную полимеризационную батарею.