Способ управления процессом двухступенчатой дегазации пипериленового синтетического каучука Советский патент 1992 года по МПК G05D27/00 C08C2/06 

N jb

««л

Использование: автоматизация полиме- ризационных процессов в нефтехимической промышленности. Сущность изобретения предложен способ управления процессом двухступенчатой дегазации. Изобретение позволяет снизить затраты электроэнергии и повысить качество пипериленового синтетического каучука в процессе двухступенчатой дегазации каучука с подачей пара и топливного газа на вторую ступень дегазации за счет того, что дополнительно измеряют содержание углеводородов Cs в полимеризате, поступающем в дегазатор первой ступени, оптическую плотность дегазированного полимера после второй ступени и содержание толуола в нем корректируют температуру на выходе из дегазатора первой ступени по измеренному значению содержания углеводородов Cs и регулируют по измеренному значению оптическую плотность полимера воздействием на расход пара в дегазатор второй ступени, а расход топливного газа в дегазатор второй ступени регулируют с коррекцией по измеренному значению содержания толуола. 1 табл , 1 ил (Л

Изобретение относится к автоматизации полимеризационных процессов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ управления процессом водной дегазации каучука, предусматривающий изменения температуры в дегазаторе, воздействие на расход пара в зависимости от соотношения водной и углеводородной фаз, определяемого путем отбора пробы паровой смеси из верхней части дегазатора.

Способ не обеспечивает необходимых требований к качеству СКОП, поскольку не учитывает показателя цветности и темпе ратуры вспышки, а также приводит к перерасходу пара из-за неэффективного регулирования его подачи.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является:

способ регулирования процесса водной дегазации каучука путем регулирования температуры на выходе из дегазатора паросл

вой ступени, подачи пара в дегазаторы и топливного газа в дегазатор второй ступени.

Однако данный способ не обеспечивает необходимых требований к качеству СКОП (олигопипериленового каучука) и приводит к перерасходу энергозатрат.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение качества целевого продукта.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе, предусматривающем подачу пара в дегазаторы и топливного газа в дегазатор второй ступени и регулирование температуры на выходе из дегазатора первой ступени, дополнительно измеряют содержание углеводородов Cs в полиме- ризате, поступающем в дегазатор первой ступени, оптическую плотность дегазированного полимера после второй ступени и содержание толуола в нем, корректируют температуру на выходе из дегазатора первой ступени по измеренному значению содержания углеводородов Cs, регулируют по измеренному значению оптическую плот- ность воздействием на расход пара в дегазатор второй ступени и регулируют расход топливного газа в дегазатор второй ступени с коррекцией по измеренному значению содержания толуола.

На чертеже приведена принципиальная схема системы управления, реализующей предлагаемый способ. Процесс дегазации СКОП осуществляют в дегазаторе 1 трубчатого типа (первая ступень), в дегазаторе 2 с мешалкой (вторая ступень). Подогретый в аппарате 1 до температуры около 130°С полимеризат поступает в сепаратор 3, где происходит разделение жидкой и газообразной фазы. Газообразная фаза содержит, в основном, углеводороды Cs (пиперилен, изоамилены), а жидкая часть. (основной продукт) сливается в аппарат 2, где поддерживается температура около 115°С.

С верха аппарата 2 отбираются отогнан- ные примеси (толуол, димерная пипериле- новая фракция), а дегазированный полимер (СКОП) выводится через боковой штуцер.

Система управления процессом включает клапаны 4 и 5 на линиях подачи пара соответственно в межтрубное пространство аппарата 1 и в рубашку аппарата 2, регулятор б подачи топливного газа в аппарат 2 с датчиком 7 и клапаном 8, регулятор 9 температуры на выходе из аппарата 1 с датчиком 10, анализатор состава 11 на линии подаваемого в аппарат 2 полимеризата, анализатор состава 12 и калориметр 13 на линии дегазированного полимера. На схеме показаны также реализованные в управляющей

микро ЭВМ 14 функциональные блоки 15- 19.

П р и м е р 1 (до возмущения). Исходный полимеризат в количестве 2 т/ч с концентрацией углеводородов Cs в размере 10 мас.% и толуола в размере 7,5 мас.% подается в трубчатый дегазатор 1. В межтрубное пространство аппарата 1 непрерывно подается водяной пар в количестве 0,4 т/ч, за счет тепла которого в сепараторе 3 происходит разделение жидкой и газообразной фаз. Газовая фаза содержит, в основном, углеводороды СБ. Температура на входе из аппарата 1 устанавливается равной 128°С.

Жидкая фаза (основной продукт) из сепаратора 3 непрерывно поступает в дегазатор 2 с мешалкой. В рубашку аппарата 2 подается водяной пар в количестве 0,25 т/ч, с верха аппарата отбираются примеси (толуол, димерная пипериленовая фракция). Для улучшения качества дегазации в аппарат 2 снизу подается топливный газ в количестве 80 м /ч. Через боковой штуцер аппарата 2 отводится дегазированный полимер, который имеет следующие характеристики: цветность по иодо- метрической шкале60 мг 12/дл

концентрация толуола3,5 мас.% температура вспышки 36°С Рассмотрим работу схемы при воздействии возмущения.

П р и м е р 2 (после возмущения). Состав полимеризата, подаваемого на дегазатор 1, изменился (при неизменном общем расходе 2 т/ч): концентрация углеводородов Cs увеличилась с 10 до 13,5%, а толуола - с 7,5 до 9,4%.

В результате возмущения количество продуктов, которые необходимо дегазировать, возрастает. Блок 17 по формуле (1) вычисляет новое задание для регулятора 9 температуры на выходе из аппарата 1: (1)Ti3aA T03afl+Ki(Xi-Xicp) -128+1,14(13,5-10) 132°С, где Т0зад, Xicp - среднее значение;

Ki - настроечный коэффициент, равный 1,14.

При этом регулятор 9 увеличивает расход пара в аппарате 1 до 0,51 т/с.

В результате возмущения начинаюттак- же увеличиваться содержание толуола в де- газированном полимере и оптическая плотность полимера. Блок 18 по формуле (2) корректирует задание для регулятора 6 расхода топливного газа в аппарат 2 (увеличение подачи топливного газа улучшает процесс дегазации):

сзад Созад + у. . упр) 80+ 160 (3,6-3,5) 96 м3/ч,

где Ynp - предельное значение концентрации толуола, равное установившемуся значению до возмущения;

Ка - настроечный коэффициент, равный 160;

YI - концентрация толуола, которая после окончания переходного процесса в новом установившемся режиме принимает значение, равное 3,6%.

Одновременно блок 19 корректирует подачу пара в аппарат 2 по ПИ-закону регулирования, обеспечивая стабильность оптической плотности полимера, и доводит этот расход с 0,25 до 0,26 т/ч.

В результате переходного процесса в системе устанавливается новый технологический режим:

расход полимеризата (нагрузка)2 т/ч

концентрация углеводородов Cs в полиме- ризате13,5%

концентрация толуола в полимеризате9,4%

температура на выходе аппарата 1132°С расход пара в межтрубное пространство аппарата 1 0,51 т/ч расход пара в рубашку аппарата 2 0,26 т/ч расход топливного газа в аппарате 2 96 м /ч цветность полимера по иодометрической шкале 60 мг 12/ДЛ концентрация толуола в полимере 3,6% температура вспышки полимера 35°С. В таблице представлено сравнение предложенного и известного способов управления, иллюстрирующее эффективность заявленного способа.

Изобретение обладает отличиями от известных решений, в том числе от прототипа и рядом преимуществ.

Предлагаемая коррекция температуры

на первой ступени дегазации по составу полимеризата обеспечивает достаточную степень отделения углеводородов Cs при минимальном перегреве полимеризата. Непосредственное регулирование цветности

по замеру оптической плотности обеспечивает требуемое качество продукта. Регулирование расхода топливного газа с коррекцией по составу полимера обеспечивает требуемое ограничение по температуре вспышки полимера с минимальным потреблением топливного газа. В результате использование предлагаемого способа исключает получение бракованного СКОП и позволяет поддерживать энергозатраты на

минимально необходимом уровне. Формула изобретения Способ управления процессом двухступенчатой дегазации пипериленового синтетического каучука путем регулирования

температуры невыходе из дегазатора первой ступени, подачи пара в дегазаторы и топливного газа в дегазатор второй ступени, о т- личающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения качества целевого продукта, дополнительно измеряют содержание углеводородов Cs в полимеризате, поступающем в дегазатор первой ступени, оптическую плотность дегазированного полимера после второй

ступени и содержание толуола в нем, корректируют температуру на выходе из дегазатора первой ступени по измеренному значению содержания углеводородов Cs и регулируют оптическую плотность полимера воздействием на расход пара, подаваемого в дегазатор второй ступени, а подачу топливного газа в дегазатор второй ступени корректируют по измеренному значению содержания толуола.

I