СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОЦЕССА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ Советский патент 1969 года по МПК C08F2/00 

Известен способ регулирования непрерывного процесса плимеризации с применением двухкомнонентного металлоорганического катализатора при раздельном введении компонентов в зону реакции путем стабилизации температуры ц концентрации катализатора в этой зоне и расхода полимеризационной шихты. Однако из-за случайных возмущений (например,, из.менения количества примесей в шихте, которые частично дезактивируют один из комцонентов катализатора, степени активности компонентов катализатора или состава шихты) нарушается соотношение компонентов каталитического комплекса, что приводит к изменению скорости полимеризации и нарушает стабильность свойств полимеров.

Предложенный способ предусматривает проведение дополнительного шага регулирования, заключающегося в том, что измеряют концентрацию полимера или температуру в.зоне реакции и при отклонении этой величины от заданной автоматически изменяют соотношение компонентов катализатора изменением подачи одного компонента при стабилизации подачи другого. Это значительно улучшает , качество регулирования, так как в данном случае компенсируется влияние случайных возмущений на соотношение компонентов катализатора. Для обеспечения максимальной производительности задают такие значения концентрации полимера и температуры, которые соответствуют зоне максимума экстремальной зависимости между соотношением компонентов катализатора и скоростью полимеризации.

На чертеже приведена схема, поясняющая предложенный способ регулирования непрерывного процесса полимеризации на примере производства каучука СКД- полимеризацией бутадиена на катализаторе, состоящем из соединений титана (компонент Ti) и соединений алюминий (компонент М). Стабилизация расхода второго компонента каталитического комплекса Ti осуществляется регулятором Р-п на вход которого поступает сигнал от дифманометра ДМ, установленного в линии подачи компонента Ti. Стабилизация расхода первого компонента А производится регулятором РА на вход которого подается сигнал от дифманометра ДМ, установленного в линии подачи компонента Al. Задание этому регулятору дискретно изменяет экстремальный регулятор ЭР, на вход которого непрерывно поступает сигнал от датчика концентрации ДК и который осуществляет поиск максимума величины концентрации полимеров в складывающихся в данный момент условиях полимеризации, посредством подбора наивыгоднейшего соотношения компонентов каталитического комплекса. Схема экстремального регулирования прережима в полимеризаторе, которая осуществляется регулятором Pts воздействующим на задатчик регулятора расхода хладагента РХДля удержания уровня максимума концентрации полимеров в заданном диапазоне схемой предусмотрен ряд дополнительных регулирующих воздействий. При снижении концентрации за нижнюю границу заданного диапазона осуществляется одновременное или иоследовательное регулирующее воэдействие (в зависимости от эффективности каждого из них), направленное на увеличение подачи компонента комплекса Ti, если только температура в полимеризаторе не превыщает заданную, и, в первую очередь, на повыщение темиературы в полимеризаторе, что достигается срабатыванием соответствующего реле установки задания регулятору температуры (например, при снижении от максимальной границы заданного диапазона концентрации полимеров).

Задание регулятора Pji и Pi (так как непрерывное изменение заданий может ухудщить качество работы экстремального регулятора, в связи с постоянным параллельным влиянием этих воздействий на концентрацию полимеров) дискретно изменяют исполнительные механизмы МИМ, срабатывающие, например, от пневматических реле ПС, на вход которых подаются сигналы от датчика концентрации ДК.

Как только величина концентрации восстановится до заданного диапазона, регулирующее воздействие снимется и задатчики регулятора PTI и Pi возвратятся в исходное положение. Величина этих регулирующих воздействий определяется как эффективностью влияния на концентрацию (и работу регулятора ЭР), так и поддержанием определенных качественных показателей полимера.

Следует еще отметить, что величина расхода фиксированного компонента каталитического комплекса определяется качественными показателями полимера, т. е. подбирается из условий поддержания определенных качественных показателей его. В принципе можно организовать, если это будет необходиМО, ряд дискретных регулирующих воздействий на задатчики регуляторов Рт и Pt° в зависимости от величины отклонения концентрации от заданного диапазона. При повыщении концентрации за верхнюю границу заданного диапазона нредусматривается регулирующее воздействие на увеличение нагрузки (производительности), путем ввода в-предреактор или полимеризатор добавочной щихты. Величина этого воздействия также определяется как эффективностью влияния на концентрацию (и работу регулятора ЭР}, так и поддержанием заданных качественных показателей полимера.

Ввод добавочной щихты осуществляется, например, через клапан, управляемый исполнительным механизмом и пневмореле, на вход которого подается сигнал от датчика концентрации ДК. Разумеется, возможно воздейсгвие, например и на задатчик регулятора расхода щихты.

Как только величина концентрации вернется в заданный диапазон регулирующее воздействие снимается.

В схеме ввода дополнительной шихты предусмотрена блокировка, исключающая увеличение нагрузки объекта регулирования в том случае, если расход хладагента превышает наперед заданную величину, т. е., если дальнейшее увеличение отвода тепла не представляется возможным (без повьипения температуры в полимеризаторе). Блокировочный клапан управляется исполнительным механизмом, реле, на вход которого подается сигнал от дифманометра ДМ, установленного в линии подачи хладагента на полимеризатор.

При срабатывании блокировки возможна переброска добавочной щихты в последующий полимеризатор до определенной концентрации полимеров за ним. Клапанами, распределяющими добавочную щихту, управляют логические устройства ЛУ, на вход которых подаются сигналы от реле ПС.

В случае, если температура в полимеризаторе начинает превыщать заданную, нредусматривается блокировка, дискретно уменьщающая задание регулятору Р-п, в пределах, несущественно сказывающихся на показателях качества полимера.

Если в этом случае концентрация полимеров ниже заданного значения, то необходимо снизить нагрузку на полимеризатор (т. е. автоматически снизить расход основного потока щихты ло сигналам от датчиков температуры и концентрации).

Предлагаемый способ регулирования процесса полимеризации может быть использован на полимеризаторах, в которые подается каталитический комплекс и осуществляется основная часть процесса полимеризации. В других полимеризаторах заданный уровень концентрации полимеров может поддерл иваться изменением температурного режима в пределах, которые несущественно влияют на показатели качества полимера.

Разумеется, регулирующее воздействие по температуре должно быть в рассматриваемом случае достаточно эффективным. Положение задатчика регулятора температуры в этих полимеризаторах желательно, для простоты статически связать с величиной сигнала от датчика концентрации ДК, направляя этот сигнал, например, непосредственно в исполнительный механизм. Возможна также организация работы экстремального регулятора без параллельных мешающих воздействий, связанн.ых с регулированием уровня максимума концентрации. При этом работа экстремального регулятора и регулирование уровня максимума будут осуществляться, например, по наперед заданной временной программе.

Предмет изобретения

1. Способ регулирования непрерывного процесса полимеризации с применением двухкомпонентного металлоорганического катализатора пр-и раздельном введении компонентов в зону реакции путем стабилизации температуры, и концентрации катализатора в этой зоне и расхода полимеризационной шихты, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования, измеряют концентрацию полимера или температуру в -зоне реакции и при отклонении этой величины от заданной автоматически изменяют соотношение компонентов катализатора изменением подачи одного компонента при стабилизации подачи другого.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения ма1КСИ|Мальной производительности, задаются та-кими значениями концентрации полимера и температуры, которые, соответствуют области максимума экстремальной зависимости между соотношением компонентов катализатора и скоростью полимеризации.

Afffai чая шихта