Способ управления процессом отмывки полимеризата синтетического каучука Советский патент 1987 года по МПК C08C2/04 G05D27/00 

.113

Изобретение относится к способам управления процессом отделения продуктов разложения катализатора от полимера и может найти применение в производстве стереорегуляторных кау- чуков типа СКИ, СКД, БК и др. в хими- ческой и нефтехимической промьшшен- ности.

Целью изобретения является повыше-10 уменьшают степень вращения мешалки 2,

т.е. число оборотов.

Управление процессом отмывки осуществляют следующим образом.

Измеряют датчиками 4, 7, 10 и 11 1S расход полимеризата, расход отмывкой воды, концентрацию полимера в полимеризате и рН среды в аппарате 1. Вво- , дят информацию от указанных датчиков в вычислительное устройство 13. Ста- 20 билизируют расход полимеризата. Для этого по информации от датчика 4 расхода полимеризата воздействуют на клапан 6. Определяют начально заданние качества отмывки полимеризата от солей металлов и снижение удельных энергозатрат.

На фиг. 1 изображена схема системы управления процессом водной отмывки полимеризата в производстве изопрено- вого каучука СКИ-3; на фиг. 2 - зависимость полноты удаления солей катализатора из отмываемого полимеризата от числа оборотов мешалки.

На фиг. 1 изображены аппарат 1 непрерывного действия для отмывки полимеризата, мешалка 2,, вращаемая электродвигателем 3, контур регулирования расхода полимеризата, состоящий из датчика 4, регулятора 5, клапана 6, контур регулирования расхода отмывной воды. Состоящий их датчика 7, регулятора 8, клапана 9, датчик 10 концентрации полимера в полимеризаторе, датчик 11 показателя рН среды в аппарате 1, регулятор 12 числа оборотов мешалки 2 и вычислительное устройство 13.

Регулируемым параметром процесса отмывки полимеризата является показатель качества отмывки, характеризующий количество солей металлов катализатора.

25

ное число оборотов N

мешалки

С, полимеризате по формуле

зависимости от концентрации .р полимера

N,

Ь,

(1)

30 где а и b -константы.

Концентрацию полимера в полимеризате при отсутствии непрерывного автоматического д.атчика 10 определяют путем лабораторных анализов. Проверя35 ют, соответствует ли найденному начально заданному числу оборотов

зад

максимальное значение показатерН среды; Для этого изменяют в

NO ля

„ ,; „ / небольших пределах число оборотов. Чем больше солеи металлов (титана, 40f

алюминия) остается в отмытом полимеризаторе, т.е. чем хуже качество отмывки, тем больше среда приобретает кислый характер, и наоборот. На основе этого в изобретении о качестве отмывки судят косвенно по показаниям рН среды в аппарате 1, измеряемым датчиком 11.

Кроме того, полнота удаления солей катализатора из отмываемого полимеризата зависит от числа оборотов мешалки 2. Эта зависимость носит экстремальный характер (фиг. 2), причем экстремум (максимум) показателя рН зависит от концентрации полимера в полимеризате: чем больше концентрация полимера, тем меньше требуется число оборотов мешалки для достижения оптимальных условий отмывки солей

например ДЫ, об/мин, воздействуя с вычислительного устройства 13 через регулятор 12 числа оборотов на электродвигатель 3 мешалки 2.

Определяют по измерениям датчи- ка 11 изменение показателя рН среды

- рН;,(2)

где рН ;,

50

55

значение рН среды, соответствующее начально заданному числу оборотов

NO мешалки 2;

рН - значение рН среды, соот- . ветствующее новому числу оборотов ( +uN;). Определяют частную производную Р показателя рН среды по числу оборотов

мешалки д пН;

р -

с uN;

(3)

катализатора. Это объясняется тем, что при увеличении концентрации полимера в полимеризате образуется более устойчивая эмульсия вода - полимер и, следовательно, плохая отмывка солей катализатора. Для нарушения прочности эмульсии необходимо усилить противоток полимеризата и воды, для чего

Измеряют датчиками 4, 7, 10 и 11 расход полимеризата, расход отмывко воды, концентрацию полимера в полим ризате и рН среды в аппарате 1. Вво дят информацию от указанных датчико в вычислительное устройство 13. Ста билизируют расход полимеризата. Для этого по информации от датчика 4 ра хода полимеризата воздействуют на клапан 6. Определяют начально задан

ное число оборотов N

мешалки

С, полимеризате по формуле

зависимости от концентрации .р полимера

N,

Ь,

(1)

30 где а и b -константы.

Концентрацию полимера в полимеризате при отсутствии непрерывного автоматического д.атчика 10 определяют путем лабораторных анализов. Проверя35 ют, соответствует ли найденному начально заданному числу оборотов

зад

максимальное значение показатерН среды; Для этого изменяют в

NO ля

небольших пределах число оборотов. 40f

например ДЫ, об/мин, воздействуя с вычислительного устройства 13 через регулятор 12 числа оборотов на электродвигатель 3 мешалки 2.

Определяют по измерениям датчи- ка 11 изменение показателя рН среды

- рН;,(2)

где рН ;,

50

55

значение рН среды, соответствующее начально заданному числу оборотов

NO мешалки 2;

рН - значение рН среды, соот- . ветствующее новому числу оборотов ( +uN;). Определяют частную производную Р показателя рН среды по числу оборотов

мешалки д пН;

р -

с uN;

(3)

3

Сравнивают найденное значение производной Р; с допустимым значением Р.

С4)

или равна допусти дд1, (это означает, что заданному количеству оборотов соответствует максимальное значение рН среды), то число оборотов мешалк оставляют на достигнутом значении

(Р)РАОП ,

и если она меньше мому значению Р

.зал

ад

N; N, +UN;

(5)

Если условия (4) не выполняются, то анализируют знак производной Р(0(6)

Если производная положительна (э означает, что с увеличением числа оборотов происходит приближение рН .к максимуму - левая полуветвь), то продолжают увеличивать число оборотов до тех пор, пока не будет выполняться условие (4)

+ ,

зад N: N

Е

е

(7),

где Л Д Ng - сумма приращений (дис- - кретных изменений) числа

оборотов за i шагов. Если производная отрицательна (это означает, что с увеличением числа оборотов уменьшается показатель рН среды, т.е. происходит удаление от минимума рН - правая полуветвь), то в этом случае уменьшают число оборотов мешалки

„за, .-эад

N, Н„ -AN:

-От

Уменьшение числа оборотов мешалки производят до тех пор, пока не будет выполняться условие (4).

Таким образом, операциями по формулам (2) - (8) максимизируют показатель рН среды изменениями-числа оборотов мешалки 2.

Далее достигнутое максимальное значение показателя рН среды проверяют на соответствие нижнего рН и верхнего pHg допустимых пределов

(9)

Если значение показателя рН находится в допустимых пределах, то это

производится при достаточной подаче При этом заданное со- расходов отмывная

отмывной воды, отношение К.

D- rtOJl

вода - полимер оставляют без изменения, т.е.

К

в- ROA,

(10)

0

оптимального заданного зна- оЭОА рН

5

0

5

Если (11), то это означает,, что отмывная вода подается недостаточно (характер среды кислый). При этом увеличивают заданное соотношение расходов отмывная вода - по- лимеризат прямо пропорционально отклонению измеренного значения рН от его чения

t

+KHJ (рн

-Pl /dt° (12)

Если (13), то это означает, что отмывной воды подается с из- бытком. При этом уменьшают заданное соотношение расходов отмывная вода - полимер, используя для этого формулу (12).

Определяют управляющее воз дейст- вие G

,аА. зал

в- пои в-ггол ,,

,0(Л

гад

в; в-пол;

на расход отмывной воды °А

пТ;

ПОЛ

0

5

0

5

0

5

где - расход полимеризата.

Выдают с вычислительного устройства 13 сигнал на регулятор 8, изменяя расход отмывной воды в аппарат 1.

Таким образом, определяя число оборотов мешалки в аппарате в зависимости от концентрации полимера в полимеризате, а затем корректируя его в зависимости от частной производной показателя рН среды по числу оборотов мешалки, находят оптимальное число оборотов, при котором достигается максимум показателя рН среды, характеризующий оптимальные условия отмывки полимеризата.

Корректируя соотношение расходов отмывная вода - полимер в зависимост ти от величины показателя рН, добиваются улучшения качества отмывки полимеризата, а поддержанием числа оборотов и указанного соотношения расходов на оптимальном уровне снижают энергозатраты (расход отмывной воды и затраты электроэнергии). Точность регулирования качества отмывки полимеризата от солей металлов катализатора возросла при значительном уменьшении удельных затрат.

Формула изобретения

Способ управления процессом отмывки полимеризата синтетического

каучука от стереоспецифического катализатора в аппарате непрерывного действия путем изменения соотношения расходов отмывная вода - полимер в зависимости от показателя качества отмывки полимеризата и концб нтрации полимера в полимеризате, отличающийся тем, что, с целью

верхнего или меньше нижнего допусти мых пределов его, то соответственно уменьшают или увеличивают указанное соотношение расходов пропорционально отклонению найденного максимума показателя рН среды от его заданног значения, при этом максимум рН сред находят путем определения частной

повътения качества отмывки, полимери- -щ производной показателя рН среды по

зата от солей металлов и снижения удельных энергозатрат, измеряют показатель рН среды, определяют заданное число оборотов мешалки обратно

числу оборотов и сравнения ее с допустимым значением производной, при чем, если производная соответствует ее допустимому значению, то число

числу оборотов и сравнения ее с до, пустимым значением производной, причем, если производная соответствует ее допустимому значению, то число

пропорционально концентрации полимера 5 оборотов мешалки оставляют без изме- в полимеризате, максимизируют показатель рН среды коррекцией заданного числа оборотов, сравнивают найденное значение максимума показателя рН среды с верхним и нижним допустимыми пределами его, и если он находится в указанных допустимых пределах, то оставляют соотношение расходов отмывная вода - полимер без изменения на остигнутом значении, если больше

/7o/iuffeputc(n с Sodou

нения на достигнутом значении, а есл не соответствует, то анализируют зна производной, при этом если производная положительна, то увеличивают, а 2Q если отрицательна, то уменьшают числ оборотов мешалки до тех пор , пока значение указанной про - изводной не будет соответствова- вать ее допустимому значе - нию.

//Я

ОгО

верхнего или меньше нижнего допустимых пределов его, то соответственно уменьшают или увеличивают указанное соотношение расходов пропорционально отклонению найденного максимума показателя рН среды от его заданного значения, при этом максимум рН среды находят путем определения частной

производной показателя рН среды по

производной показателя рН среды по

числу оборотов и сравнения ее с до, пустимым значением производной, причем, если производная соответствует ее допустимому значению, то число

оборотов мешалки оставляют без изме-

оборотов мешалки оставляют без изме-

нения на достигнутом значении, а если не соответствует, то анализируют знак производной, при этом если производная положительна, то увеличивают, а если отрицательна, то уменьшают число оборотов мешалки до тех пор , пока значение указанной про - изводной не будет соответствова- вать ее допустимому значе - нию.

Изобретение относится к способу управления процессом отмывки поли- меризата синтетического каучука .от стереоспецифического катализатора в аппарате непрерывного действия. Способ позволяет снизить содержание солей металлов в отмытом полимеризате с 0,6 до 0,48 абс.% и энергозатраты за счет поддержания числа оборотов мешалки аппарата на оптимальном уровне. Способ заключается в том, что измеряют показатель рН среды, определяют заданное число оборотов мешалки обратно пропорционально концентрации полимера в полимеризате. Максимизируют показатель рН среды коррекцией заданного числа оборотов, сравнивают найденное значение максимума показателя .рН среды с верхним и нижним допустимыми пределами его. Если он находится в указанных допустимых пределах, то оставляют соотношение расходов (отмывная вода - полимер) без изменения на достигнутом значении, если больше верхнего или меньше нижнего допустимых пределов его, то соответственно уменьшают или увеличивают указанное соотношение расходов пропорционально отклонению найденного максимума показателя рН среды от его заданного значения. При этом максимум рН среды находят путём определения частной производной показателя рН среды по числу оборотов и сравнения ее с допустимым значением производной, причем, если производная соответствует ее допустимому значению, то число оборотов мешалки оставляют без изменения на до- стигнутом значении, а если не соответствует, то анализируют знак пройзвод- ; ной, при этом, если производная поло- ; жительна, то увеличивают, а если от- риц тельна, то уменьшают число оборотов мешалки до тех пор, пока значение указанной производной не будет соответствовать ее допустимому значению. 2 ил. (Л

ОО

Поммеризат

л

УО

f

фиг. i

80

т

240

220

230