Способ управления непрерывным процессом растворной полимеризации Советский патент 1982 года по МПК C08F2/06 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления процессами растворной полимериэации и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности при получении полимеров и сополимеров, например, в производстве синтетического каучука.

Известен способ управления непрерывным процессом полимеризации сопряженных диенов, заключающийся в том, что в реакторах, последующих за первым реактором измеряют вязкость полимеризата и изменяют подачу катализатора или его компонента в соответствукнцие реакторы 1 .

Недостатком указанного способа является низкая точность регулирования вязкости полимеризата и сложность одновременного управления несколькими потоками катёшизатора.

Известен способ управления процессом непрерывной полимеризации заключающийся в том, что регулирование осуществляете подачей катализатора в зависимости от вязкости полимеризата С2 .

Недостатком данного способа является низкое качество регулирования вязкости полимеризации. Это объясняется тем, что зависимость вяэкости полимеризата от расхода катализатора количества активных центров носит экстремальный характер. Поэтому при управлении по этому способу, при значителы1ых колебаниях примесей в растворителе и мономере возможен переход процесса с одной ветви зависимости вязкости полимеризата от расхода катализатора на

10 другую, что существенно снижает качество регулирования и, как следствие, приводит к получению полимера с нежелательными значениями средней молекулярной массы.

15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ управления непрерывным процессом растворной полимеризации в батарее реакторов путем регулиро20вания вязкости полимериэата в первом реакторе батареи воздействием на расход катгичизатора в первый ре актор батареи при стабилизированных значениях температуры и ра:сходов

25 мономеров и растворителя, а также температуры полимеризации в первом реакторе батареи З.

Недостатком указанного технического решения является неудовлетво30рительная точность регулирования вязкости полимеризата, обусловленная особенностью статистической зависимости расхода хладагента в охлаждаквдую рубашку от скорости тепловыделения процесса полимеризации, которая приводит к тому, что при малых значениях тепловыделения, указанный канал обладает низкой чувствительностью, а при больших - существенной нелинейностью. Цель изобретения - повышение точности регулирования вязкости полимеризата. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления непрерывным процессом растворной полимёризации в батарее реакторов путем регулирования вязкости полимеризата в первом реакторе батареи воздействием на расход катализатора в первый реактор батареи при стабилизированных значениях температуры и расходов мономеров и растворителя, а также температуры полимеризации в первом реакторе батареи, измеряют температуру обратного хладагента в первом реакторе батареи, сравнивают ее с заданным значением после изменения расхода катализатор в зависимости от вязкости полимериза та и при отклонении температуры обратного хладагента от заданного значения в сторону возрастания увеличивают расход катализатора в первый реактор батареи. На фиг.1 показана технологическая схема управления процессом; на фиг.2 зависимость тепловыделения Qp и вязкости полимеризата tот концентрации активных центров Cg (расхода катали затора) . Технологическая схема управления состоит из смесителей 1 и 2, первого реактора полимеризационной батаре 3 с охлаждающей рубашкой 4, датчи ка 5 температуры, регулятора б и регулируквдего клапана 7, датчика 8 нагрузки на привод мешалки первого реактора (вязкость полимеризата определяют по нагрузке на двигатель привода мешалки), регулятора 9, регу лирующего клапана 10, датчика 11 тем пературы обратного хладагента, логическо-вычйслительного устройства. 12-и сумматора 13, Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что по изменению температуры Обратного хладагента определяют положение текущей точки процесса относительно экстремума зависимости вязкости попикюризата от концентрации активных центров (расхода катализатора) и при пе реходе процесса с правой ветви указанной зависимости на левую (увели;чении температуры обратного хладаге та) увеличивают расход катализатора в первый реактор батареи на величину, необходимую для перевода процесса на правую рабочую ветвь зависимости полимеризата от концентрации активных центров (расхода катализатора) . Вязкость полимеризата в рабочем диапазоне правее точки 1 (фиг,2) уменьшается с увеличением концентрации активных центров, при этом скорость тепловыделения практически остается постоянной. При резком увеличении микропримесей, отправляющих катализатор, возможен переход с левой рабочей на правую ветвь, левее точки 1 зависимости. Температ-ура обратного хладагента на выходе из реактора ( она линейно определяет изменение скорости тепловыделения ) может служить индикатором указанного перехода. Очевидно, для перевода процесса на правую рабочую ветвь зависимости необходимо увеличить расход катализатора таким образом, чтобй температура обратного хладагента достигла заданного значения. Система работает следующим образом. Растворитель (гексан-гептановая фракция бензина) и мономер бутадиен смешанные в смесителе 1, направляют в смеситель 2, куда подают катализатор (нормальный литий-бутил в гексангептановой,фракции), Полученную смесь направляют в первый реактор полимеризационной батареи 3. Процесс полимеризации осуществляется при интенсивном перемешивании, а теплосъем - хладагентом через охлаждакхцую рубашку 4. Полимеризат отводят в следующий реактор батареи. Температуру полимеризата регулируют с помощью регулятора 6 воздействием на клапан 7 расхода хладагента по сигналу от датчика 5 температуры. Регулирование вязкости полимеризата осуществляют с помощью регулятора 9 по сигналу от датчика 8 нагрузки на привод мешалки путем воздействия на клапан 10 расхода катализатора. При этом воздействие на клапан 10 осуществляется по сигналу, представлякицему собой сумму сигналов от регулятора 9 и сигнала от логическоклчислительного устройства 12. Суммирование указанных сигналов и отработка регулирующего воздействия осуществляется сумматором 13. Работа логическо-вычислительного устройс тва осуществляется следующим образом. По сигналу от датчика 11 температуры определяют величину отклонения температуры обратного хладагента от заданного значения. Бели величина указанного отклонения меньше нуля, то.логическо-вычислительным устройством формируется сигнал на увеличение расхода катали затора, т.е. на вход сумматора 13 подают сигнал пропорционально величине отклонения. Если величина отклонения больше О, то на вход сумматора 13 от логическо-вычислительного устройства 12 подается сигнал, равный 0. Результаты исследования математической модели управления процессом растворной полимеризации по известному и предлагаемому способам показывают, что точность регулирования вязкости полимеризата при управлении по предлагаемому способу увеличилась на 5,8%, что приводит к снижению расхода катализатора на 0,015 кг/т. Указанное снижение расход катализатора достигнуто за счет сокращения времени выдержки расхода катализатора на максимальном значении при переходе процесса на левую ветвь зависимости вязкости полимеризата

ОТ концентрации активных центров.

Формула изобретения

Способ управления непрерывным процессом растворной полимеризации

в батарее реакторов путем регулирования вязкости полимеризата в пер вом реакторе батареи воздействием на расход катализатора в первый реактор батареи при стабилизированных значениях температуры и расходов мономеров и растворителя, а также температуры полимеризации в первом реакторе батареи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования вязкости полимеризата, измеряют температуру обратного хладагента в первом реакторе батареи, сравниваиот ее с заданным значением после изменения расхода катализатора в зависимости от вязкости полимеризата и при отклонении температуци обратного хладагента от заданного значения в сторону возрастания увеличивают расход катализатора в первый реактор батареи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 476276, кл. С 08 F 10/00, 1972.

5 2. Квторское свидетельство СССР №388666, кл. С 08 F 2/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР 2725671/23-05, кл. С 08 F 2/00, 1979 (прототип).

KttmciJtt/baynoft

to

//

t

Petcm tftuUadoawtm 7

4d HN

Ъ

V

S 0

nMt/fftflt Mfn