285234

О П И С А Н И Е 285234ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетскиз Социалистическиз Республикавт. свидетельстваЗависимо Заявлено 27.1 Ъ.1967 ( 1152108 23-5) Кл. 39 с, 25,0 соедшенисм заявкиМПК С 08 1,100 Новтитет оо долее изобретений и открытий ори Совете Министров СССРпор итетубликовано 29,Х.1970. Бюллетень3 та опубликования описания 15,1.1971 ДК 66.095.26.012Авторыизобретепп Верхорубов, И, М, Абрамзон, М, АКудрявицкий В, И. Молчанов, А. Ф М. А, Далин, Т. К. Плаксунов Гуревич, А. Д, Крючков,Филиппов, А. Н. Фридман,К. Г. Мхитарян аявител БИБЛИОТЕКА СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕСС ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА2 Известны способы автоматического управления процессом пилмеризации этилена при среднем давлении, проводимым в каскаде реакторов, в каждый из которых подается растворитель и мономер, в первом реакторе температура поддерживается изменением подачи катализатора, в последующих реакторах - изменением температуры растворителя, уровень в сборнике захоложенного растворителя регулируется изменением интенсивности теплосъема в холодильнике, а подача захоложенного растворителя в каждый реактор поддерживается постоянной,Однако эти способы не обеспечивают достаточно высокого качества регулирования температуры; кроме того, значение концентрации раствора полимеров переменно,Для повышения качества полимера и обеспечения постоянной производительности установки и постоянной концентрации раствора полимера предлагается температуру в каждом реакторе регулировать изменением подачи туда холодного растворителя с постоянной температурой, а расход катализатора в первый реактор изменять в зависимости от изменения подачи туда холодного растворителя.На чертеже приведена принципиальная схема автоматического управления процессом полимеризации этилена при среднем давлении, реализующая предлагаемый способ. Процесс полимеризацпп проводят в каскадереакторов 1, 2, и 3 (количество реакторов может быть различным), Охлажденньш бензин,насыщенный этиленом, непрерывно подаетсяв реакторы насосами 4, 5 и б,В первый реактор вводится катализатор.Полиэтилен образуется в зоне реакции ввиде раствора в бензине. Полученньш растворс частично использованным катализатором пз10 первого реактора гереливается во второй, затем в третий, откуда выводится на дальнейшую обработку, Выделившиеся в реакторахэтилен и пары бензина поступают в холодильник 7, где происходит конденсация бензина и15 растворение в пем этилена.Свежие этилен и бензин непрерывно вводятся в систему. Конденсация паров бензина, охлаждение бензина и этилена осуществляетсяв холодильнике за счет испарения жидкого20 пропплепа, Насыщенный этпленом колодныйбензин накапливается в сборнике 8. Выделяющееся в процессе полимеризации тепло снимается за счет нагрева бензина и его частичного испарения.25 Предлагаемьш способ упр авления можетбыть полностью реализован и прп отсутствиициркуляции этилена и паров бензина.Температура в реакторах стабилизируетсяизменением подачи холодного бензина прп по 30 мощи регулятора 9, которому подается сигнало температуре в реакторах термопарой 10 и который воздействует на работу регулировочного вентиля 11. Подача катализатора изменяется в зависимости от расхода бензина при помощи регулятора 12, принимающего сигнал о расходе холодного бензина от датчика 13 и воздействующего на рабогу регулировочного вентиля 14, Температура в сборнике 8 стабилизируется изменением расхода жидкого пропилена при помощи регулятора 15, куда подается сигнал о температуре в сборнике термопарой 1 б. Регулятор 1 б воздействует на работу регулировочного вентиля 17. Уронень бензина в сборнике регулируется изменением подачи свежего бензина при помощи регулятора 18, которому подается сигнал об уровне в сборнике датчиком 19 и который воздействует на работу регулировочного вентиля 20. Давление в реакторах стабилизируется изменением подачи свежего этилена при помощи регулятора 21, принимающего сигнал о давлении в реакторе от датчика 22 и воздействующего на работу регулировочного вентиля 23.Уровень раствора в третьем реакторс поддерживается постоянным воздействием на расход раствора полимера при помощи регулятора 24, которому подается сигнал об уровне в реакторе датчиком 25 и который воздействует на работу регулировочного клапана 2 б.Система действует следующим образом.Если скорость реакции увеличилась, например, вследствие повышения чистоты сырья, то интенсивность процесса, а следовательно, и тепловые потоки увеличатся, Температура в реакторах начнет повышаться, Системы регулирования температуры в реакторах увеличат расходы холодного бензина, возвращая температуру к прежнему значению, Поскольку канал расход бензина - отводимый тепловой поток практически безынерционен, отклонение температуры от заданного значения будет незначительным, Система регулирования расхода бензина в первый реактор уменьшит подачу катализатора. Поскольку канал расход катализатора - интенсивность процесса весьма инерционный, выделяющийся тепловой поток относительно медленно станет уменьшаться. Температура в реакторе будет иметь тенденцию к уменьшению. Однако быстродействующая система регулирования температуры в реакторе, соответственно уменьшая расход холодного бензина, удержит температуру на заданном значении. Таким образом, после окончания переходного процесса система регулирования расхода холодного безина вернет его к заданному значениьо. Для сохранения других регулируемых параметров на заданных значениях при увеличении расхода холодного бензина система регулирования уровня бензина в сборнике увеличивает подачу свежего бензина, система регулирования температуры в сборнике увеличивает подачу жидкого пропилена, система регулирования давления увеличивает подачу свежего этилена, а системарегулирования уровня в третьем реакторе увеличивает вывод раствора полимера.Предлагаемый способ авгоматического управления существенно изменяет характер протекания переходного процесса по сравненшо с известными и имеет следующие преимущества.Оп обеспечивает заданную концентрациюв каждом реакторе при любых значениях про изводительностп как в статике, так и в динамике.Объясняется это тем, что выделившееся приреакции тепло поглощается только холодным растворителем. Так как каждая единица масд сы образующегося полимера выделяет постоянное количество тепла, а каждая единица массы колодного бензина поглошает постоянное количество тепла, то соотношение между количеством полимера и растворителя в реак О торе (концентрация раствора) сохраняетсяпостоянным при условии стабилизации температур в реакторе и в сборнике холодного бензина,Тепловой поток реакции Я 1 идет на нагревхолодного бензина (поток Я 2) и на испарение его (поток Яз). При заданном значении теъ- пературы в реактореЯ 1 Я 2+ ЯЗО 1=6,.0;зо а= 6,С(Т 1 - Т,);Яз = 62 Кдгг(2) (8) (4) где 6, - расход этилена, презращающсгосяв полиэтилен;д - теплота реакции полимеризации;6, - расход колодного бензина;с - теплоемкость бензина;Т, - температура в реакторе;Тг - температура холодного бензина;К - количество этилена, выделяющегося из единицы массы бензина принагревании от Т, до Т,д - концентрация паров бензина в газах, выходящих из реактора;г в тепло парообразования бензина. 45 Подставив уравнения (2), (3) и (4) в уравнение (1), получим:6, с(Т, - Т)+юг(о)6 г 50 Учитывая, что в предлагаемом способе температура в реакторе и холодного бензина стабилизируется, из уравнения (5) можно заключить, что отношение расходов полимера 6, ирастворителя 62 имеет постоянное значеьше,т. е. концентрация полимера в растворе постоянна,Уравнение (5) показывает, что концентрация раствора будет иметь постоянное значение при любом отклонении производительности от заданной как в статике, так и в динамике.Способ повышает качество регулированияб 5 температуры в реакторе, так как управляю285234 Предмет изобретения Ялю 7 яч ылорю Актсж лахор э,полек Составитель В. Филимонов Редактор О, Н. Кузнецова Техред Т. П, Курилко Корректор В. И. ЖолудеваЗаказ 3878,5 Тираж 480 Подпис гое Ц 11 ИИПИ Комитета ио делам изосрегевий и открытий прп Совете т 1 ипистров СССР г 1 осква, Я(-35, Раушская иаб., д. 4 5ипография, пр. Сапуио щий канал имеет значительно большее быстродействие,Снижается зольность полимера, повышается доработка катализатора за счет увеличения времени пребывания в реакторах при понижении интенсивности процесса в них за счет уменьшения подачи жидкой фазы.Способ обеспечивает информацией о производительности каждого реактора, так как расход холодного бензина, подаваемого в каждый реактор, пропорционален интенсивности процесса.Обеспечивается постоянство среднего значения производительности установки, так как расход катализатора изменяется до тех пор, пока производительность не достигнет заданной величины.Экономггя бензина обусловливается тем, что процесс протекает при постоянной и предельно допустимой концентрации полимера в растворе.Таким образом, предлагаемый способ обесг:ечивает:повышение качества полимера за счет увеличения точности стабилизации температуры ь реакторах и уменьшения зольности полимера;стабилизацию концентрации полимера в растворе и постоянную производительность установкп, что, в свою очередь, обеспечивает повышение надежности работы другггх участков технологического процесса и уменьшает расход растворителя;получение пнфомации об пнгенспвностп процесса в каждом реакторе, что позволяет повысить качество обслуживания установки.Предлагаемый способ может быть реализован с использованием различных приборов, 10 например с помощью приборов системы АУС. Способ автоматического управления процес сом полимерпзацип зтнлена при среднем давлении, проводимым в каскаде реакторов, в каждый из которых подаегся растворнтель и мономер, а в первый подается также катализатор, путем регулирования температуры в реакторах и расхода катализатора, от,гггчаюигийся тем, что, с целью повыше.шя качества полимера и обеспечения постоянной производительности установки и постоянной концентрации раствора полимера, температуру в каждом реакторе регулируют изменением подачи туда холодного растворителя с постоянной температурой, а расход катализатора в первый реактор изменяют в зависимости от изменения подачи туда холодного растворителя.