Способ регулирования процесса эмульсионной полимеризации Советский патент 1979 года по МПК C08F2/22 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления процессами эмульсионной полимеризации, проводимыми с использованием модификатора в батарее последовательно установленных полимеризаторов. Оно может быть использовано в производстве синтетического каучука, эмульсионного полистирола и других полимерных продуктов, полученных эмульсионной полимеризацией. Известен способ регулирования процесса эмульсионной полимеризации в батарее последовательно установлен ных полимеризаторов при подаче в первый полимеризатор водной фазы, шихты, катализатора и модификатора, заключающийся в стабилизации соотношения расходов водной фазы, шихты и катализатора, в изменении расхода модификатора в зависимости от расхода шихты,В изменении расхода хладагента в зависимости от тегшосъема на полимеризаторах 1. Недостатком этого способа является то, что достижение стабилизации конверсии и по шение качества полимера осуществляе ся с помощью ограниченного числа управляющих воздействий, В тех случ ях, когда в процессе полимеризации не используется регулятор молекулярного веса, необходимое качество полимера может быть достигнуто лишь при невысоких значениях конверсии, что экономически невыгодно. Другим недостатком известного способа является то, что величина теплосъема не может характеризовать качество полимера. Теплосъем может характеризовать лишь конверсию мономеров. Таким образом, управление качеством по величине теплосъема недостаточно эффективно.; Цель предлагаемого изобретения повышение стабильности качества получаемого полимера. Поставленная цель достигается тем, что определяют прирост конверсии в одном или нескольких последовательно установленных полимеризаторах, определяют в зависимости от нагрузки на батарею полимеризаторов и объема соответствующих полимеризаторов интервал времени, за который достигнут указанный прирост конверсии, по этим величинам определяют прогно- зируемый прирост величины конверсии по батарее полимеризаторов и в зависимости от разности полученной величнны и ее заданного значения корре тируют расход модификатора. Способ поясняется чертежом, на котором представлена принципиальна схема системы автоматического регулирования, предназначенная для реализации предлагаемого способа. В батарею полимеризаторов 1, 2 3 по трубопроводу 4 поступает эмул сия, образующаяся в результате смеш ния мономерной шихты и водной фазы которые подаются по линиям 5 и 6. По линиям 7 и 8 поступают еоответс венно катализатор (инициатор) и мо дификатор. Расход мономерной шихты измеряется и стабилизируется с помощью датчика 9, регулятора 10 и кл пана 11. Датчик 12, регулятор 13 и клапан 14 образуют контур для регу лирования расхода водной фазы; дат чик 15, регулятор 16 и клапан 17 контур для регулирования расхода катализатора; датчик 18, регулятор 19 и клапан 20 - контур для регулирования расхода модификатора. Тем пература эмульсии на входе и выходе полимеризаторов измеряетсяДатчи ками 21, конверсия мономеров - датчиками 22. Датчик 23 предназначен для измерения температуры хладаген та (прямого рассола), датчик 24 - д измерения температуры хладагента , (обратного рассола) на выходе из кожуха полимеризатора.Расход хладагента в кожухи полимеризаторов изм ряется датчиками 25 и регулируется клапанами 26. Для реализации способ используется также ЭВМ 27. Способ регулирования процесса эмульсионной полимеризации осуществляют следующим образом. На входе батареи полимеризаторов 1, 2, 3 поддерживается соотношение расходов мономерной шихты и соответ ственно водной фазы, катализатора и модификатора. Теплосъем рассчитывается из теплового баланса, исходя из температуры эмульсии на входе и выходе из полимеризаторов, нагрузки на батарею, температуры и расхода хладагента по формуле -. Q и Gj - расходы хладагента и эмульсии; С, и С2, - теплоемкости -хладагента и эмульсии Т и Т 2 - температура хладагента на выходе и входе из кожуха полимеризатора;t и t 2 - температура эмульсии на выходе и входе из полимеризатора Величина конверсии мономеров фун ционально связана с величиной тепло съема а К «,- Q , где К - прирост конверсии в одном полимеризаторе или в группе их; ct- тепловой эффект реакции полимеризации (количество тепла, выделяющегося при образовании 1 кг полимера) ; GUI- расход мономерной шихты, В зависимости от найденной в ЭВМ величины теплосъема система изменяет расход хладагента, поддерживая заданное значение конверсии. С помощью датчиков 22 определяют прирост конверсии в одном полимеризаторе или в группе их. Далее определяют время, за которое достигнут этот прирост конверсии. По сигналам от датчиков 9, 12, 15 и 18 определяют нагрузку на батарею (как сумму расходов мономерной шихты, водной фазы, катализатора и модификатора), Время Т, за которое достигнут найденный прирост конверсии, вычисляют по формуле Г- 7 - f где V - объем реактора илй группы ; реакторов, в которых определен этот прирост конверсии; элд- нагрузка на батарею. После этого рассчитывают скорость У роста конверсии вдоль батареи: по формуле ., где ДК - найденный прирост конверсии;Заданное значение скорости роста конверсии вдоль батареи .определяют исходя из нагрузки на батарею, объема полимеризаторов и заданного значения конверсии ., на выходе батареи .-31 S V, -л где N - число работающих полимеризаторов. Отклонение, полученное в результате сравнения величинw и MVyi. , используют для корректировки расхода модификатора. Для этого сигнал, пропорциональный указанному отклонению, направляется из ЭВМ в элемент коррекции регулятора 19 расхода модификатора. Предлагаемый сподоб позволяет учитывать изменение скорости роста конверсии и таким образом косвенно прогнозировать качество получаемого полимера и регулировать его путем воздействия на расход модификатора. Формула язобретения Способ регулирования процесса мульсионной полимеризации в баарее последовательно установленных олимеризаторов при подаче в перый полимеризатор водной фазы, шихты, катализатора и модификатора, заключающийся в стабилизации соотношения расходов водной фазы, шихты и катализатора, в изменении расхода модификатора в зависимости от расхо да шихты, в изменении расхода хладагента в зависимости от теплосъема полимеризаторах, отличаю1ц и и с я тем, что, с целью повыше ния стабильности качества получаемого полимера, определяют прирост конверсии в одном или нескольких последовательно установленных поли меризаторах, определяют в зависимости от нагрузки на батарею поли8 6 меризаторов и объема соответствующих полимеризаторов интервал времени, за который достигнут указанный прирост конверсии, по этим величинам определяют прогнозируемый прирост величины конверсии по батарее полимеризаторов и в зависимости от разности полученной величины и ее заданного значения корректируют расход модификатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство № 267072, кл. С 08 F 2/04, 1966.

i 3 II