Способ регулирования процесса стабилизации полимера Советский патент 1986 года по МПК C08J3/20 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов производства синтетического каучука в частности к автоматизации процесса стабилизации полимера введением в него антиоксидантов, и может быть использовано в производстве каучу- ков СКИ, СКД и др, в химической и нефтехимической промьшленности.

Цель изобретения - снижение рас- хода антиоксиданта.

На- чертеже показана схема регули- ро вания, реализующая способ.

На чертеже изображены смеситель 1 снабженный мешалкой 2 и рубашкой 3 для теплосъема, датчик 4 расхода раствора полимера, датчик 5 концентрации полимера, датчик 6 вязкости по Муни полимера, датчик 7 концентрации антиоксиданта в растворе, датчик 8 температуры реакции стабилизации, контур регулирования расхода раствора антиоксидантов, состоящий из датчика 9, регулятора 10, клапана 11, контур регулирования расхода хладагента, состоящий из датчика 12, регулятора 13, клапана 14 и управг ляющая вычислительная машина (УВМ) 1

Раствор полимера с концентрацией полимера 10-13 мас.% подают в смеситель 1, куда также поступает раст- В.ОР антиоксиданта, состоящий из 3,5- 4,5 мас.% неозона Д и 1,5-2,5 мас.% дифенил-П-фенилендиамина ( ДФФДА) в растворе толуола. В смеситеде 1 антиоксидант и полимер перемешивают мешалкой 2. При этом осуществляется экзотермическая реакция стабилизации каучука. Вьщелившееся в результате реакции тепло отводят с помощью хладагента, который подводят в рубашку 3. Недостаточное количество антиоксиданта в стабилизированном полимере не прекращает реакции окисления полимера и, следовательно, приводит к ухудшению физико-механических свойств готового каучука. Избыток антиоксиданта в полимере также нецелесообразен, так как приводит к перерасходу дорогостоящего антиоксиданта. Качество стабилизации полиме- ра зависит, кроме того, от температурного режима, при котором осуществляется реакция стабилизации, причем выбор температурного режима зависит от качества -самого полимера, характеризуемого вязкостью по Муни. При увеличении вязкости по Муни полимера температуру реакции стабилизации

.

10

224306 2

следует увеличить и наоборот. Однако при увеличении температуры вьпие некоторого допустимого предела (50°С) происходят побочные реакции, скорость 5 которых увеличивается по мере увеличения температуры. При уменьшении температуры реакции ниже замедляется реакция стабилизации полимера, поэтому стабилизацию полимера целесообразно осуществлять в некотором температурном диапазоне.

Регулирование процессом стабилизации полимера по данному способу осуществляется следующим образом.

Информацию от датчиков 4-8 вводят в УВМ 15, с помощью которой производят следукяцие операции.

По информации с датчика 6 вязкости (М) полимера по Муни определяют заданную температуру Т реакции стабилизации полимера по следующей формуле

15

20

Т аМ +ь,

(1)

где .а и Ь - константы.

Проверяют найденную заданную температур стабилизации полимера на соответствие минимальному (Т„и„ ) и максимальному (,;.) допустимым ; пределам.

т (}

1 Sr макс

Если значения заданной температуры стабилизации удовлетворяютусловию (2), то заданную температуру оставляют без изменения на достигнутом значении.

Если Т Т..

или

мин J- - макс

ТО заданную температуру стаб илиза- ции ограничивают допустимыми пределами, соответственно: Т .

или

rJOJ

(3)

Т..

вие

Определяют управляющее воздейстсГ

кл

на расход хладагента в

зависимости от рассогласования изме- ренной датчиком 8 температуры стабилизации от заданного значения, например по закону пи-регулирования

,У

G

aaq

ч l 3

Кл,(Т - Т) +

-.-1

( -T)dT

(4)

где G,

Кп1.Ти1

начально заданное значение расхода хладагента; пропорциональная и интегральная настройки регулятора; время.

По информации с датчика 8 температуры определяют заданную концентрацию антиоксиданта в стабилизированном полимере

(ан-пол 8

H-nOA

С.

KnjT - т

)

е С

АН-пол

к.

(5)

начально заданное значение концентрации антиоксиданта в стабилизированном полимере, константа, Т° - начальное значение температуры стабилизации (при пуске системы регулирования) .

По информации с датчика 4 расхоGfjo раствора полимера датчика 5 нцентрации о полимера, датчи7 концентрации антиоксиданта растворе определяют заданный расд G

5«а

ги

а ч

, f . г

10Л Л2.---iHrBuJ-

антиоксиданта

ЗЛ9

(6)

100

Сигнал, соответствующий заданному сходу раствора антиоксиданта, выют с УВМ 15 на регулятор 1C, с пораствора

G. С

3м

а 10

15

20

25

мощью которого по информации с датчика 9, воздействуя на клапан 11, стабилизируют расход раствора ан- тиоксидан- а на заданном значении.При отсутствии датчиков 5-7 соответственно концентрации полимера, вязкости по Муни полимера и концентрации антиоксиданта в растворе используют результаты лабораторных анализов.

Таким образом, измеряя вязкость по Муни полимера, определяют соответствующий для полученного качества полимера температурный режим реакции стабилизации полгшера. Корректируя заданную концентрацию антиоксиданта в стабилизированном полимере и изменяя соответственно этой концентрации расход раствора антиоксиданта на смешение с полимером, достигают повышения качества стабилизации поли5чера.

Экспериментальная проверка способа подтвердила его эффективность. Точность качества стабилизации полимера возросла до 5 отн.% (быпо 10 отн.%), что снижает расходные нормы по компонентам (антиоксиданта) на 0,06 кг/т каучука.

Paem&v пионера

nptmi imb-t

агеяггг

W:T

OipotiHttii

Редактор Л.Авраменко

Заказ 1889/23Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и Открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель В.Шувалов

Техред И.Попович Корректор И.Эрдейи