Способ автоматического управления процессом полимеризации этилена Советский патент 1982 года по МПК C08F110/00 C08F2/00 G05D27/00 

Изобретение относится к способам автоматического управления полимеризационными процессами и может быть использовано, например, в производстве полиолефинов в химической и нефтехимической промьпиленности.

Известен способ регулирования процесса полимеризации этилена путем изменения полачи катализатора или свежего мономера в реактор в зависимости от величины парциального давления газообразного мономера в реакторе СП.

Недостатком этого способа является то, что при стабилизации давления изменением расхода мономера не учитывается тенденция изменения отклонения давления от заданной величины. На объектах с большой инерционностью, какими являются реакторы по лимеризации, это приводит к снижению качества регулирования процесса и уменьшению производительности реактора полимеризации.

Наиболее близким к изобретению является способ автоматического управления процессом полимеризации этилена путем изменения регулирующего воздействия - концентрации катализатора в реакторе на величину, значительно превышакхцую расчетную, соответствующую отклонению регулируемого/ пад аметра - глубины превращения мономера, от заданного значения 2,

Недостатком известного способа является низксш производительность реактора, что объясняется отсутствием взаимосвязи между величиной отклонения регулируемого параметра, време10нем пребывания мономера в реакторе и значением регулирующего воздействия.

Не учитывая взаимосвязи этих параметров, невозможно точно опреде15лить увеличенное значение регулирующего воздействия. Это приводит к установлению управляющего воздействия 6ОЛЫ1ЮЙ величины, которое затем требуется уменьшать.

20

Такие колебания режимных параметров увеличивают разброс качественных показателей полимера и уменьшают гфоизводительность реактора.

Целью изобретения является повы25шение производительностиреактора полимеризации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом полиме30ризации этилена путем изменения регулируюйтего воздействия - концентра дни катализатора в реакторе на вели чину, значительно щэевьплаюадую расчетную, соответствующую отклонению регулируемого пapa Ieтpa - глубины превращения мономера, от заданного э {ачения, определяют отклонения регулируемого параметра от. эаланного значения в два момента времени, интервал между которыми не превшиает среднего времени пребывания полиме™ ра в реакторе, и устанавливают регулирующее воздействие пропорцно- иально полученным отклонениям рехулируемого параметра с поправками на интервал времени определен1 я отклонений, расход полимера и его уровен 3 реакторе. Определение увеличенного регулир щего воздействия таким способом поз воляет уменьшить время переходного процесса при появлении возмущения в процессе и повьплает точность регули рования качественных показателей глубины превращения мономера. Это уменьшает количество получа& мого не кондиционного полимера и увеличивает производительность реактора по продукту с заданными свойствами. На фиг, 1 изображена схема полимеризационного процесса получения полиэтилена газофазным способом; на фиг, 2 - график изменения глубины превращения мономера во времени. Полимеризация проводится в реакторе 1, Регулятор 2 стабилизирует давление в реакторе изменением расхода мономера. Вычислительное устройство 3 связано с датчиком 4 расхода полимера из дегазатора 5, датчиком 6 расхода возвращаемого на по лимеризацию мономера и датчиком 7, уровня полимера в реакторе, Регулятор 8 стабилизирует концентрацию катализатора в реакторе, определяемую датчиком 9 Регулируемую величину - глубину превращения мономера - определяют вычислительным устройством 3 по глубина превращения мономера ; расход полимера из дегаза тора; расход, рециркулирующего (возвращаемого) мономера. Вычислительное устройство 3 позв ляет запомнить два значения отклонения л п., и Д Пг регулируемого параме ра от заданного значения и интервал времени между их определением ( дч; t,- Г, ). При отклонении регулируемой вели чины - глубины превращения мономера т заданного значения прогнозируют конечное значение отклонения глубины ревращения мономера, которое оно ожет достичь при отсутствии регулиующего воздействия, Кривая изменения глубины превращения мономера ,4 п на фиг. 2 при от5тствии регулирующего воздействия редставлена пунктирной линией, вепичину л п определяют при помощи вычислительного устройства 3 по двум значениям отклонения л лп, времени пребывания fnp частиц полиера вреакторе 1 и интервалу вреени дт f/j - t между определением отклонений. Расчет осуществляют по формуле ) л f. д 1- /л 1 f-e Г-е (2).. Время пребывания t„р частиц полимера в реакторе определяют как отношение количества полимера М в реакторе 1 к значению расхода полимера из реактора 1, а именно Количество полимера в реакторе пропорционально показаниям датчика 7 уровня М К -, L (4 ) где К. - коэффициент пропорциональности ; L - заполнение реакционной массой реактора. Желательно выбирать ut- (О ,2-0 ,7)tnt). По прогнозированному значению и п регулятором 8 изменяют значение регулирующего воздействия - концентрации катализатора в реакторе 1 по формуле ЛС А где и С - изменение концентрации катализатора; А - коэффициент, определяемой опытным путем (А 0,02 ). С учетом уравнений (2), (3), (4) формула (5 ) принимает вид лс А(п т лп + п . aoj) (6), где П и Од,- поправки. Величина и С значительно превышает расчетную величину изменения концентрации катализатора, соответствующую отклонению дп Регулируемого параметра, и одновременно точно соответствует прогнозированному значению An. При малых отклонениях

An от заданного значения {4п. l/jsn /) регулирование можно осуществлять lio величине имеющегося отклонения . лП2 в соответствии с формулой (5), а не по прогнозированному значению йп ( равен 5-7% допустимого диапазона изменения п).

Таким образом, уменьшают отклонения качественных показателей лп от заданных, что позволяет повысить производительность реактора полимеризации.

Внедрение предлагаемого способа в промышленность позволит увеличить выработку полиэтилена на 0,15%.

Аналогично можно регулировать такие показатели качества получаемого полимера как показатель текучести расплава (ПТР) изменением концентрации водорода в реакторе, плотность полимера изменением температуры в реакторе и другие.

Формула изобрётения

Способ автоматического управления процессом полимеризации этилена

путем изменения регулирукяцего воздействия - концентрации катализатора в реакторе на величину, значительно превышающую расчетную, соответствующую отклонению регулируемого параметра - глубины превращения мономера, от заданного значения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности реактора, определяют отклонения регулируемого

параметра от заданного значения в щва момента времени, интервал между которыми не превышает среднего времени пребывания полимера в реакторе, и устанавливают регулирующее воздействие пропорционально полученным отклонениям регулируемого параметра с поправками на интервал времени определения отклонений, расход полиме-. ра и его уровень в реакторе.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 657034, кл. С 08 F 10/02, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР 262388, кл. С 07 F 2/00, 1966

(прототип).