Способ управления процессом эммульсионной полимеризации

Изобретение относится к способам управления процессами эмульсионной непрерывной полимеризации и может быть использовано в промышленности синтетического каучука.Известен способ регулирования про цесса полимеризации, проводимого в батарее реакторов, согласно которому измеряют конверсию мономера и при отклонении ее от заданной величины изменяют заданное значение температуры в зоне реакции или расход регулятора молекулярного веса полимера 1 3.,Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает высокую 15 точность регулирования качества полимера и. оперативность управления процессом полимеризации, так как процесс полимеризации имеет большое транспортное запаздывание (14-18 ч). Конверсия мономеров по известному способу измеряется на выходе полимеизационной батареи. Кроме того, каество полимера определяет не расход модификатора, подаваемого на вход батареи полимеризаторов, а скорость его расходования.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления процессом эмульсионной полимеризации, проводимой в батарее последовательно работающих полимериэаторов, при подаче раствора модификатора на вход полимеризационной батареи и регулировании температуры в полимеризаторах путем изменения расхода хладагента с коррекцией по степени конверсии мономеров на выходе полимеризационной батареи 2 3Недостатком известного способа является низкая точность стабилиза ции прочностных характеристик. Это объясняется тем, что не учитывается число полимерных частиц, образовавшихся в первых трех полимеризаторах батареи, а также скорость расходова ния модификатора.Известно, что в процессе полимеризации активатор взаимодействует с инициатором и ускоряет его распад. Это приводит к образованию полимерных частиц. Полимерные частицы обра" зуются в первых трех полимеризаторах батареи. Число полимерных частиц определяет как качество выходного продукта, так и производительность батареи полимеризаторов.Изменение числа полимерных частиц в меньшую сторону увеличивает долю высокомолекулярных цепей в полимере и нааборот. 60Целью изобретения является по-. вышение точности стабилизации прочностных характеристик каучука.Эта цель достигается тем, что согласно способу управления процессом 65 эмульсионной полимеризации, проводимой в батарее последоватетельно работающих полимеризаторов, при подаче раствора модификатора на вход полимеризационной .батареи и регулировании температуры в полимеризаторах путем изменения расхода хладагента с коррекцией по степени конверсии мономеров на выходе полимеризационной батареи, изменяют расход модификатора в обратно пропорциональной зависимости от отклонения числа полимерных частиц на выходе третьего полимеризатора батареи, а в полимеризаторах, последующих за третьим, регулированием температуры реакционной смеси осуществляют в прямо пропорциональной зависимости от скорости расходования модификатора во всех предшествующих полимериэаторах эа время пребывания реакционной смеси в этих полимеризаторах.На чертеже приведена блок-схема системы, реализующей предлагаемый способ.Схема содержит полимеризаторы 1-3, трубопроводы подачи эмульсии 4, модификатора 5;,прямого хладагента, рассола 6, обратного хладагента 7 и латекса 8, чувствительные элементы ,расхода эмульсии 9 и подификатора 10, регулятор 11 расхода модификатора; регулирующий орган 12 на трубопроводе модификатора, чувствительные элементы 13-15 температуры, регуляторы 16-18 температуры, регулирующие органы 19-21 на трубопроводах прямого хладагента, анализатор 22 конверсии мономеров, регулятор 23 конверсии мономеров, переключатель 24, анализа- тор 25 числа полимерных частиц на выходе третьего полимеризатора батареи, элемент 26 сравнения, анализатор 27 концентрации модификатора и вычислительный блок 28. Способ осуществляется следующим обраэом.На вход полимеризатора 1 (полимеризационная батарея на схеме условно показана тремя полимеризаторами 1-3) по трубопроводу 4 поступает эмульсияДля отвода тепла, выделившегося в результате реакции полимеризации, по трубопроводу б в полимериэаторы поступает хладагент. Реакционная масса (латекс) по трубопроводу 8 выводится иэ цеха полимеризации в отделение незаполимеризовавшихся мономеров.Расход эмульсии измеряется с помощью чувствительного элемента 9, чувствительный элемент 10, регулятор 11 и регулируйяций орган 12 образуют контур регулирования расхода модификатора. Чувствительный элемент 14, регулятор 17 и регулирующий орган 20 образуют контур регулирования температуры в полимеризаторе 2. Чувствитель"Заказ 3315/24 Тираж 494 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 ный элемент 15, регулятор 18 и регулирующий орган 21 образуют контур регулирования температуры в полимери-. заторе 3. Конверсия мономеров на вы- ходе батареи Измеряется с помощью, . анализатора 22. 5Сигнал пропорциональный конверсии мономеров поступает в регулятор конверсии мономеров 23, где сравнивается с заданным значением. Регулятор 23 может корректировать как работу 10 регулятора расхода модификатора 11, так и работу регуляторов температуры 16-18. Для переключения линий связи служит переключатель 24. Число полимерных частиц, образовавшихся 15 в первых -трех полимеризаторах батареи (на схеме условно показано на выходе полнмеризатора), измеряется анализатором 25. Сигнал,: пропорциональный текущему значению числа полимер ных частиц, поступает в элемент 26 сравнения, где сравнивается с задан- ным значением. Результирующий сигнал элемента 26 сравнения, пропорциональный.величине отклонения числа полимерных частиц от заданного значения, является корректирующим сигналом для 1 регулятора 11 расхода модифика- . тора. 30Концентрация модификатора на выходе третьего полимеризатора (на схеме полимеризатора 2) измеряется с помощью,анализат ра 27. Система управления содержит вычислительный блок 28, З 5 к входу которого йодключены датчики10 и 27, измейяющие текущие значе-,. ния расходов эмульсии, модификатора и концентрации модификатора. Вычисли.тельный блок 28 рассчитывает время 40 пребывания реакционной смесиво всех предшествующих полимеризаторах батареи (до полимериэатора, в котором необходимо корректировать температуру), как отношение суьвы обаемов всех предшествукхцих полимеризаторов 45 ч; на расход эмульсии В эм Далее вйчислительный блок 28определяет скорость расходования мо"1дификатора щм где С,; - расход модификатора навходе батареи полимеризаторов 1мС -концентрация исходного мо"Одификатора (задается);С - концентрация модификаторамна выходе полимериэатора2, измеренная с помощьюанализатора 27.После этого вычислительный блок 28 находит отклонение скорости расходования модификатора во всех предшествунзцих полимеризаторах эа время пребывания реакционной смеси в этих полимеризаторах и в зависимости от величины отклонения ьЮ =9 щвырабатывает в прямо пропорциональной зависимости корректирующий сиг-, нал регулятора температуры 18. Таким обРазом, равход модификатора и температура в полимермзато- . рах по предлагаемому способу изменя; ются не только от конверсии мономеров, измеренной на выходе полимеризационной батареи. Расход модифика-: тора корректируется дополнительно от числа полимерных участиц, измери" ного на выходе третьего полимеризатора, батареи, а температуры реакционной смеси - в каждом последующем полимеризаторе батареи, .начиная с третьего от скорости расходования модификатора, определяемого во всех предшествукщих полимериэаторах за .время пребывания реакционной смеси в этих полимеризаторах.Реализация предлагаемого способа на крупнотоннажном производстве средней мощности позволит улучшить . однородность получаемых полимерных цепей. Это способствует уменьшению среднеквадратического отклонения прочности каучука на разрыв до 3-6 единиц против 10-15. Кроме того, облегчается режим работы отгонных колонн, что способствует увеличению продолжительности пробега отгонных колонн на 5-7 дн. и уменьшению потерь мономера в процессе отгонки (20 кг на 1 т каучука).