Способ управления процессом эмульсионной полимеризации в производстве бутадиенстирольного каучука Советский патент 1982 года по МПК C08F236/10 G05D27/00 

При этом конверсию мономеров на выходе батареи полимеризаторов можно регулировать изменением точки ввода стоппера и его расхода.

На чертеже представлена схема осуществления способа.

На схеме показаны: полимеризаторы 1 и 2 батареи, трубопроводы 3 эмульсии, мономер 4 (вследствие сравнимой реакционной способности стирол и бутадиен рассматривают как один мономер), модификатор 5, латекс 6, стоппер 7 - 9, чувствительные элементы 10 (расхода эмульсии) мономер 11 и модификатор 12, анализатор 13 конверсии мономеров на выходе последнего полимеризатора, регулятор 14 конверсии мономеров, анализатор 15 среднего молекулярного веса полимера, переключатель 16, чувствительный элемент 17 расхода стоппера на вьисоде последнего полимеризатора, регулятор 18 расхода стоппера на выходе последнего полимеризатора, регулирующий орган 19 на линии стоппера, подаваемого на последнего полимеризатора, чувствительный элемент 20 расхода стоппера,подаваемого на вход последнего полимеризатора, регулятор 21 расхода стоппера на входе последнего полимеризатора, регулируюкщй орган 22 на трубопроводе подачи стоппера на вход последнего полимеризатора, анализатор 23 конверсии мономег ров на входе последнего полимеризатора, анализатор 24 концентрации мо. дификатора и вычислительный блок 25.

Способ осуществляют следующим . образом.

На вход полимеризатора 1 (полимеризационная батарея на схеме условно показана двумя полимеризаторами 1 и 2) по трубопроводу 3 поступает эмульсия, состоящая из мономеров, модификатора, активатора, инициатора и водной фазы (активатор, инициатор и водная фаза по схеме не показаны) . Латекс по трубопроводу б выводится КЗ цеха полимеризации в отделение незаполимеризовавшихся мономеров. Для предотвращения реакции полимеризации по трубопроводу 7 поступает стоппер. В зависимости от значения конверсии мономеров он прдается либо по трубопроводу 8 на жод последнего полимеризатора батареи , либо по трубопроводу 9 на выход полимеризационной батареи.

Расходы эмульсии; мономеров и модификатора изменяются с помощью чувствительных элементов 10-12.

Величина конверсии мономеров на выходе и входе последнего полимеризатора батареи измеряется анализаторами 13 и 23 соответственно.

Сигнал, пропорциональный текущему значению конверсии мономеров

на выходе батареи полимеризаторов, подается в регулятор 14 конверсии. В камеру задания регулятора 14 поступает сигнал от анализатора 15, пропорциональный величине-среднего

молекулярного веса полимера.

Чувствительный элемент 17, регулятор 18 и регулирующий орган 19 образуют контур регулирования расхода стоппера, подаваемого на выход

полимеризационной батареи. Чувствительный элемент 20, регулятор 21 и регулирующий орган 22 образуют контур регулирования расхода стоппера, подаваемого на вход последнего полимеризатора батареи. Концентрация модификатора на выходе первого полимеризатора измеряется анализатором 24. Система управления содержит вычислительный блок 25, к входу которого

подключены датчики 10-13, 23JH 24 измеряющие текущие значения расходов эмульсии, мономеров, модификатора, конверсии .мономеров на входе и выходе .последнего полимеризатора бата также концентрации модификатора на выходе первого полимеризатора батареи.

Первоначально вычислительный блок рассчитывает время пребывания реакционной смеси в полимеризаторе 1 как отношение объема данного полимериёатора батареи V к расходу эмульсии G э

г- V-,

-G;

Далее вычислительный блок определяет скорость расходования мономеров W и модификатора W с помощью следующих уравнений: с С г

- с

U Ом.ш -Ci

См.ш 4J Ga w, 1

где G

расход мономерной шихты

1Ч.Ш на входе полимеризатора 1;

GM с. расход юдификaтopa; величина конверсии мономеров на выходе первого полимеризатора батареи;

Сконцентрация исходного модфикатора (задается); С концентрация модификатора на выходе полимеризатора 1

Вычислительный блок 25 находит величины отнсмнения ,, сравнивает найденные, значения с номинальными и в зависимости от величины отклонения определяет заданное значение конверсии мономеров на выходе батареи полимеризаторов, исходной сигнал вычислительного блока 25 поступает в камеру коррекция регулятора 14. Зйачение расхода стоппера, которое следует обеспечить при помощи изменения задания регулятором расхода 18 и 21, рассчитывают следующим образом.

Сначала определяют общее количество стоппера, которое необходимо подать в батарею

t М-Ш

где К расходный коэффициент по стопперу, показывающий количество стоппера, которое необходимо подать КА единицу веса образовавшегося полимера;

Сп конверсия, достигаемая на выходе из батареи. Далее рассчитывают долю прироста конверсии в последнем полимеризаторе батареи (по схем,е в полимеризаторе 2 по выражению

йП

С

Затем определяют расход стоппера который должен обеспечить регулятор 21

К-,-

GC., дп и регулятор 18

GC

Подключение соответствующего регулятора осуществляется при помощи перек;дочателя 16.

- Таким образом, наряду с изменением заданного значения конверсии мономеров на выходе батареи полимеризаторов в зависимости от величины среднего молекулярного веса полимера система осуществляет дополнительную корректировку заданного значения конверсии мономеров в зависимости от отношения скорости расходования мономера к величине скорости расходовния модификатора, определенного в одном или нескольких последовательно расположенных по ходу реакционной смеси полимеризатороос. При увеличении величины указанного соотношения против номинала уменьшают заданное значение конверсии мономеров и наоборот, причем величину конверсии мономеров на выходе батареи полимеризаторов регулируют изменением точки ввода стоппера и его расхода.

Результатом реализации предлагаемого способа будет уменьшение среднквадратичного отклонения величины эластичности каучука по отскоку до 2 единиц (известный способ дает 6-8 единиц),Это в свою очередь позволит получить большой экономический эффект в народном хозяйстве

страны за счет увеличения срока службы резинотехнических изделий, изготовленных из этого продукта.

Формула изобретения

1.Способ упр,авления процессом эмульсионной полимеризации в произ15 водстйе бутадиенстирольного каучука, осуществляемой в батарее последовательно установленных полимеризаторов, заключающийся в изменении заданного значения конверсии мономеров в зависимости от величины среднего молекулярного веса полимера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации эластичности каучука по отскоку

25 корректируют згшанное значение конверсии мономеров на выходе батареи полимеризаторов в обратно пропорциональной зависимости от отношения скорости расходовсшия мономера к

,- скорости расходования модификатора,

определенного в одном или нескольких последовательно расположенных по ходу реакционной смеси полимеризаторах

2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что конверсию мономеров на выходе батареи полимеризаторов регулируют изменением места ввода стоппера и его расхода.

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

1.Технологический регламент Сумгаитского завода синтетического каучука. Производство синтетическог каучука. Сумгаит, 1975, с.33.

45

2.Авторское свидетельство СССР

401976, кл. G 05 D 21/00, 1969 (прототип).