СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА Советский патент 1970 года по МПК C08F2/00 C08F110/02 

Известен способ автоматического унравления процессом иолимеризации этилена нрп среднем давлении, ироводимом в иолимеризааионном агрегате, СОСТОЯНЕСМ из реактора-полимеризатора и сбориика-кондеисатора для паров этилеиа и растворителя-бензина, ,их нз реактора, заключающийся в том, что температуру в реакторе регулируЕОт измеиеиием расхода охлажденного раствора этилена в бензине, циркулирующем из сборника в реактор, с соответствующим измеиеннем подачи в реактор.каталнзатора, нричем уровень жидкой фазы в сборнике регулируют измеиением иодачи в сборник свежего бензина, а давление в системе - изменением подачи свежего этилеиа. Однако этот способ может обеспечивать постоянство концентрации полимера в реакторе только при относительно малых концентрациях полимера в реакторе. При работе с повыщенной коицептрацией полимера температура вводимого в реактор раствора ириобретает значения, ири которых этилен конденсируется. В этом случае не обеспечивается постоянство концентрации полимера в реакторе, так как ири заданных значениях температуры и давления коицеитрации этилена, а следовательно, теплосодержание раствора может меняться в щироких пределах.

обеспечивает постоянство концентрации раствора иолимера в реакторе.

Па чертеже в качестве ирпмера приведена

ирииц1:ииа,1ьиая схема автоматического уиравлещш процессом полимеризации этилена

при среднем давлении, реализующая иредлагаемый способ.

В реактор / из сборника 2 по трубопроводу о иепрерыБио подается раствор жидкого этилепа в бензппе. Пзбыток газообразного этилена с парами бензина ио трубопроводу 4 поступает в сборник. Сусиеизия катализатора в бензиие в реактор вводится ио трубопроводу 5. Образующийся в реакторе раствор иолнмера в бензиие по трубопроводу 6 выводптся на дальнейщую переработку.

Свежие этилен ио трубопроводу 7 и бензии по трубопроводу 8 непрерывно подаются в сборник 2. Пары бензипа п газообразны

в сборнике за счет отвода тепла через поверхность холод льника 9 конденсцруются. Охлаждение осуществляется ропиленом в услов 1ях кипения. Свежий пропилеи вводится по трубопроводу 10. Пары нропплена по трубопроводу // выводятся из отделителя 12.

Температура в стабилизируется иутем изл енеиия расхода жидкого этилеиа п бензина, подаваемых в реактор, ири помощи гермопары 13, сигнал с которой подается на

15. Производительность реактора поддерживается постоянно измененнем подачи катализатора. Для атого сигнал с датчика /5 расхода подается на регулятор 17, который при помощи регулировочного вентиля 18 изменяет иодачу катализатора.

Уровеиь раствора полимера в реакторе стабнлизпруегся воздействием на расход выгружаемого продукта через вентпль 19 при помощи регулятора уровня 20, па который поступает сигнал с датчика уровня 21. Давление в сборнике стабилизируется иутем изменеиия расхода свежего этилепа через вентпль 22 при помощи регулятора 23, на который иоступает сигнал с датчика давлення 24. Соотнощение расхода этплеиа н беизипа в реакторе ноддержпвается ностоянным изменением нодачн бензина через вентиль 25 прн помощи регулятора 26, на который ностуиают сигналы с датчиков расхода бензнна 27 п расхода этилена 28. Давление в отделителе етабнлнзнруется измеиепием расхода выводимых парогз нропплеиа через вентиль 29 при номощи регулятора 30, на который ностунает сигнал е датчика 31 давлення в отделнтеле. Уровень в отделителе поддержпвается постоянным пзменением расхода вводимого пропилена через вентиль 32 прн по.мощп регулятора уровня 33, па который поступает сигнал с датчика уровня 34.

Действие системы происходит следуюи1им образом.

Если скорость реакнии увеличится, ианрнмер, вследствие уменьщения вредных примесей в сырье, интенснвность процесса, а следовательно, и тепловой поток реакции также увеличатся. Температура в реакторе начнет иовыщаться. Система регулирования температуры увеличит расход раствора жидкого этилена в беизнне, приводя темиературу в реакторе к прежнему значению. Поскольку капал «расход раствора, вводимого в реактор - отводимый тенловой ноток, ирактическн безыперцнонеи, отклонение температуры от заданного значения будет незначительным.

Уровень жндкости в сборнике начнет оиускаться, оголяя доиолнительную новерхноеть холодильника. Вследствие этого расход коидепсг1рующегося газа увеличится, п давление в сборнике начнет надать. Однако система регулнрова1П1я давления увеличит расход свежего этилена, юддерживая давление на нрежнем (заданном) значении. Одновременно система регулнроваиня еоотношення расхода этилена н бензина соответственно увеличит расход свежего бензниа. Снижеине уровня в сборнике ирекратитея тогда, когда расход коиденсирующегося в сборнике газа станет равен расходу жидкости, выводпмой пз него. Если холодильник выбран с занасом но теплосъему, уровень в сборнике не сможет с 1уститься ниже оиределеиного значения. Это означает, что организация системы уиравлеиня обеспечивает саморегулнроваине уровня в c6opintKe.

раметры, еоответствеино увеличивая расходы (29-34) нодаваемого и сдуваемого ироиилеиа.

Система подачи (16-18) катализатора в реактор будет уменьщать расход катализатора. Поскольку канал «расход катализатора- скорость реакции весьма инерционен, интенсивность процесса отпосптельно медленно станет уменьшаться, возвращаясь к ирежиему

(задаииому) значеиию.

Уровеиь в сборнике относительно медленно будет увеличиваться, возвращаясь к ирежнему значению. Снстемы регулирования (22-34) обеспечат сохрапение заданных значений параметров в сборнике.

Таким образом, система унравления обеспечивает постоянство копцеитрации этилена в бензине и темиературу в сборнике, т. е. постоянство теплосодержания раствора в услоВИЯХ неременной интенсивности ироцесса иолимеризации. При условии стабилизации температуры в реакторе иутел изменения расхода раствора, вводимого в реактор, это стабилизирует концентрацию нолимера в реакторе.

Сделаииый вывод подтверждается аиализом следующих уравиеинй:

Qi-Q + Qs + Q.,, Qi ,

Q- G2C{T,-T,), Q:; G2Ari, (gr2,

где (Э1--тенловой ноток реакцнн;

Qz - тепловой ноток на нагрев вводимого

раствора;

Qd - тепловой поток па испарение этилена;

Q4 - тепловой иоток на испареиие бензина;

GI - расход образующегося нолнмера; q - тенлота реакции полимеризации; 2 - расход холодного раствора; С - теплоемкость раствора;

/1 - темиература в реакторе; TZ - температура холодпого раствора; К - количество этилена, выделяющегося нз единицы массы раствора при нагреваиии от TZ до

/1 -тенлота иарообразования этиле 1а; g - отнощеине парциальных давлений

и этилена в реакторе; Г2 - тенлота нарообразоваиня бензина.

Отсюда получаем

А -- C(Ti - T..) + K(r,gr..)

(6) G, q

Учитывая, что по предлагаемому способу автоматического управления нроцесеом нолимернзацин этилена обеснечивается постоянство 7i, н /(, рассмотренне уравнения (6) позволяет сделать вывод, что концентрация Таким образом, преимущество иредлагаемо0 способа заключается в том, что обеспечи.ается постоянство коицентрации полимера в lacTBOpe для случая, когда этилен в реактор юдается в л идком состоянии. Предмет изобретения Способ автоматического управления про,ессом полимеризации этилена при -среднем .авлении, проводимом в полимеризационном грегате, состоящем из реактора-полимеризаора и сборника-конденсатора для паров этилена и растворителя-бензина, выходящих из реактора, путем регулирования температуры в реакторе изменением подачи в него бензинового раствора этилена, рециркулирующего из сборника в реактор, с соответствующим изменением подачи в реактор катализатора, отличающийся тем, что, с целью стабилизации концентрации раствора полимера в реакторе, давление в сборнике поддерживают иостоянпым изменением подачг в него свежего этилена, а соотнощение расходов эти-ен на, подаваемых в сборник, стабилизируют ..., менение 1 подачи в него бензина.