СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА Советский патент 1970 года по МПК C08F110/02 C08F2/34 

Известен способ регулирования процесса полимеризации этилена методом высокого давления, проводимого, в трубчатом реакторе, снабженном вентилем, понижающим давление путем нериодического открывания и закрывания вентиля в зависимости от изменени истинных значений давления на входе в реактор и температуры, измеренной по крайней мере в одной точке по длине реактора.

Предложенный снособ предусматривает использование в качестве параметров, регулирующих работу регулировочного вентиля, скорости изменения по ходу процесса давления на входе в реактор и температуры, измеренной ло крайней мере в одной точке по длине реактора. Это позволяет устойчиво и безопасно .проводить процесс в области, близкой к точке взрыва, и увеличить выход полимера.

Способ регулирования процесса заключается в том, что у входа в реактор измеряется давление, которое после соответствующего превращения подводят в качестве истинного к главному регулятору, подключенному к вентилю, уменьшающему давление в реакторе. Вместе с тем по крайней мере в одной точке реактора измеряется температура, которая также после соответствующего превращения

подводится как фактическая к регулятору температуры, служащему для того, чтобы общий уровень температуры в реакторе не был превышен. От входа этого регулятора понижается задание главному регулятору в тот момент, когда TeNmepaTypa, предусмотренная и установленная на регуляторе температуры, превышается.

Измеренное у в.хода в реактор давление передается после соответствующей трансформации дифференциальной части, исходная величина которой нропорциональна действительной в данный момент скорости изменения указанного выше давления. При достижении определенной исходной величины .дифференциальной части последняя подает сигнал, посредством которого через распределительную часть несколько приоткрывается вентиль, понил ающий давление. Внезанное открывание

этого вентиля создает один из проточных импульсов давления. Продолл ительность открывания вентиля устанавливается различными способами в зависимости от условий (например, через программный режим, а в особенности через программный режим с различными программными сроками). Измеренное у входа в реактор значение давления после соответст3вующей трансформации переносится на устройСтво для определения глубины возбуждения (глубина возбуждения регулируется). Этим устройством при измеряемом у входа в реактор давлении, назначенным глубиной воз-5 буждения, входной вентиль закрывается. Так же как при колебании давлений в производстве полиэтилена при высоком давлении, отвод или создание возбуждающих импульсов при появляющихся температурных колебани-Ю ях в реакторе может быть выгодным. Поэтому рекомендуется, чтобы измеряемая в одной или нескольких точках по длине реактора темлература после соответствующей трансформации могла действовать соответствующим об-15 разом через дифференциальную и распределительную части (в данном случае через устройство для определения глубины возбуждения) .на понижающий давление вентиль. Если колебания, вызывающие возбужде-20 ния, становятся опасными нежелательными, то изобретение предусматривает следующее расщирение способа. От выхода распределительной части сиихронно с процессом возбуждения открываются25 оринадлежащие стабильному электронному осциллятору электронные ворота. По мере их открывания последовательность проточных импульсов давления регулируется так, чтобы можно было осуществить быструю последова-30 тельность импульсов проточных импульсов давления при длинных периодах открывания электронных ворот, медленную последовательность импульсов проточных импульсов давления При длинных периодах открывания элект-35 ронных BOipOT и медленную последовательность импульсов проточных импульсов давления лри коротких периодах открывания. Преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что ход реакции при произ-40 водстве полиэтилена при высоком давлении может регулироваться простым и точно предназначенным способом. При работе по лредлагаемому способу удается работать с хорошим и удовлетворитель-45 ным выходом, а также приспособить лоследовательность проточных импульсов давления и во время «спокойного рабочего состояния. На фиг. 1 представлена общая схема способа производства полиэтилена лри высоком50 давленИи из газообразного этилена; на фиг. 2 - схема регулирования хода реакции. iB компрессор / (см. фиг. 1) вводят газообразный этилен и газообразный катализатор, например кислород. Компрессор вдавливает55 эту смесь в трубчатый реактор 2, к которому подсоединен вентиль 3, лонижающий давлелие. Этот вентиль приводится в действие регулятором давления 4. К отделителю высокого давления 5 после60 лрохождения через вентиль 3 подводятся прореагировавшие вещества. К отделителю 5 подключены циркуляцион4нию через очистительное устройство 7, и продукционный вентиль 8, работающий на отделителе низкого давления 5. Трубчатый реактор 2 имеет различные устройства для циркуляции охладительных средств, например патрубки 10. При получении полиэтилена из газообразного этилена для регулирования хода реакции в такой установке (см. фиг. 2) прежде всего с помощью аппарата измеряется давление вблизи входа в реактор. Выход этого аппарата образует фактическую величину главного регулятора 2, выход которого приключен к вентилю 3. Этим заканчивается цикл регулирования давления реактора. Далее в некоторых подходящих местах и в зоне реактора, например в середине второй трети длины реактора, измеряют температуру, которая является фактической величиной терморегулятора 4. Выход этой величины известным каскадным переключением понижает заданную величину главного регулятора 2 тогда, когда определенная, регулируемая на терморегуляторе 4 температура бывает пре1выщена. Однако понижение заданной величины давления вызывает и понижение температуры. Таким образом, терморегулятор 4 служит для того, чтобы общий уровень температ фы в реакторе не повыщался. Выход аппарата / подключается к дифференциальной части 5, содержащей дифференциатор, выходные величины которого пролорциональны соответствующей скорости изменения давления, измеряемой аппаратом 1. В дифференциальной части 5 .находится также переключатель, который дает сигнал при достил ении определенных, заранее установленных выходных величин дифференциатора. Этот сигнал открывает вход переключающей части 6, выход которой соединен с вентилем 3. Переключающая часть 6 внезапно приоткрывает этот вентиль при лоступлевии входного импульса, и такое состояние вентиля 3 продолжается до тех пор, пока переключающая часть 6 не переключится снова в состояние покоя, Внезапное открывание вентиля 3 вызывает лишь один из описанных выще проточных импульсов давления, и да.вление у входа в реактор падает, Выход аппарата / связан с главным регулятором 2 и с устройством 7 для регулирования глубины возбул дения. Устройством 7 можно установить желаемую величину сигнала. Когда пропорциональный падающему давлению понижающийся входной сигнал достигнет установленной глубины возбуждения, устройство 7 дает выходной сигнал, который приводит переключающую часть 6 в .первоначальное состояние, вентиль 3 закрывается, и давление в реакторе снова поднимается.

ление, значительно большее предельного, н импульс.

Наступающие температурные колебания в реакторе, как и наступающие колебания давления, вызывают необходимость возбу}кдающего импульса, причем последние протекают медленнее, чем импульсы колебания давления из-за большей инерции измерителя температуры. Поэтому вход дифференциальной части 8 связан с одним или несколькими приборами для определения температуры по всей длине реактора.

Дифференциальная часть 8 построена, как и дифференциальная часть 5, и поэтому при достижении определенного дифференциального коэффициента дает сигнал. Этот сигнал приключен к входу переключающей части 6 и вызывает однократный процесс возбуждения.

Описанный выше порядок вызывает лишь возбуждающий импульс при каждом колебании давления и температуры внутри реактора, так как колебание превышает заранее установленное значение. Однако каждому необходимому возбуждающему импульсу должно предшествовать вызывающее его колебание.

Так как эти возбуждающие колебания опасны и нежелательны, применяют следующее расщирение системы.

Осциллятор высокостабильной частоты 9 работает через электронные ворота 10 на электронном счетчике //. Обычно электронные ворота 10 находятся в закрытом состоянии и открываются с помощью переключающей части 6. Ворота работают синхронно с процессом возбуждения, т. е. они открыты лишь столько времени, сколько после открывания вентиля 3 длится падение давления в реакторе и достижение глубины возбуждения, установленной на устройстве 7. Выход устройства 7 приключен как на коммутационное звено, переключающей части 6, так и на переключатель ворот 10. Электронный счетчик // получает импульсы осциллятора 9 через схему ворот 10 лишь в период падения давления при возбуждении. Из этого следует, что после возбуждения количество импульсов в электронном счетчике // пропорционально времени, необходимому для уменьшения давления в реакторе до устанавливаемой на устройстве 7 глубины возбуждения при открывании вентиля 3.

Время, измеряемое с помощью электронного счетчика //, является мерой для разностного давления в реакторе только при заданном открывании вентиля 5 и заданной глубине возбуждения.

Однако разностное давление в реакторе зависит, главным образом, от состояния закупорки реактора, т. е. от возможного образования пробок и мостиков.

пробки и мостикообразные сужения указывают на необходимость в более частой последовательности импульсов возбуждения.

Для этой цели к электронному счетчику // 5 подключена логическая матрица 12, которая программным образом и :в зависи ости от накопленного в данное время в счетчике // числа предварительно устанавливает второй электронный счетчик 13 с входом, приключенным

0 к работающему с постоянной частотой импульсов импульсному генератору 14.

При достижении устанавливаемого матрицей 12 числа электронный счетчик 13 автоматически переключается обратно на Буль и

5 дает исходный импульс, действующий в свою очередь на вход коммутационного звена переключающей части 6 и вызывающий таким образом импульс возбуждения. В период падения давления вызываемый

0 импульс возбул дения снова создает новую предварительную установку счетчика 13 и исправляет ее этим в зависимости от того, происходит л-и падение давления в более короткое или в более продолжительное время, чем

5 при предшествующем возбун дении.

Таким образом, период между вызываемыми импульсами возбуждения постоянно и автоматически исправляется.

Приспосабливание этого периода к необходимому для достижения желаемой глубины возбуждения времени производится программированием матрицы 12.

Вследствие этого устанавливается «пропорциональная область цикла возбуждения.

5 Появление между двумя автоматически исправляющимися периодами возбуждения колебаний давления и температуры, вызванных спонтанной причиной, вызывает импульс возбуждения, который автоматически определяет

0 амплитуду времени следующего импульса возбуждения.

Таким образом, вся система возбуждения является в известном смысле самоисправляюшейся системой многократного регулирования.

5 Программирование матрицы 12 должно производиться так, чтобы зависимость предварительной установки счетчика 13 от необходимого для понижения давления времени получилась по крайней мере квадратной (во

0 всяком случае, не линейной). Матрица 12 меняет таким же образом частоту импульсного генератора 14. Счетчик 13 мог бы работать с Точной предварительной установкой, область которой вследствие нелинейности про5 грамлгирования матрицы 12 получается очень больщой. При известных условиях (если этого не требует состояние процесса) счетчик не вызывает импульсы в течение 1 час или дольше, между тем как при длительном времени

0 понижения давления импульс мол-сно вызывать каждые 10 сек.

проводимый в трубчатом реакторе, оборудоBaHHOiM понижающим давление вентилем, путем периодического открывания и закрывания вентиля в зависимости от изменения регулирующих параметров процесса, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода полимера, в качестве регулирующих параметров используют скорости изменения по ходу продесса давления на входе в реактор и температуры, измеренной по крайней мере в одной точке по длине реактора.

1 t 1 t

UZ,. 1