Способ регулирования процесса эмульсионной полимеризации

1 н 66 О 978 Союз Советских Социвлистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 020377 (21) 2457 б 06/с присоединением заявки Ио(23) Приоритет -д ( 2С 08 Р 2/22Я 05 О 27/00 3-0 сударственныи коми СССР о делам иаобретени и открытий3) УДК 66.0 ,52 (088,8 Опубликовано 5.79, Бюллетень а опубликования описания 05,0 72) Авторы изобретения Абдуллаев, И. А. Мехтие Т. И. Исмаилов и Р. В. Л. Левин,Галстян Научно-исследовательский и проектный ипо комплексной автоматизации нефтянойпромынленности титу хими ой 54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭМУЛЬСИОННО ПОЛИМЕРИЗАЦИИ уляр- полипри что спо- епло- аезобретениякачества поИзобретение относится к способамуправления процессами эмульсионнойполимеризации, проводимыми с использованием модификатора в батареепоследовательно усановленных полимеризаторов. Оно может быть использовано в производстве синтетического каучука, эмульсионного полистирола и других полимерных продуктов,полученных эмульсионной полимеризацией,Известен способ регулирования процесса эмульсионной полимеризации в батарее последовательно установленных полимеризаторов при подаче в первыи полимеризатор воднои фазы, шихты, катализатора и модификатора, заключающийся в стабилизации соотношения расходов водной фазы, шихты и катализатора, в изменении расхода модиФикатора в зависимости от расхода шихты,в изменении расхода хлад- агента в зависимости от теплосъама на полимеризаторах (1). Недостатком этого способа является то, что достижение стабилизации конверсии и повышение качества полимера осуществляется с помощью ограниченного числа управляющих воздействий. В тех случаях, когда в процессе полимеризации не используется регулятор молек ного веса, необходимое качество мера может быть достигнуто лишь невысоких значениях конверсии, экономически невыгодно.Другим недостатком известного соба является то, что величина т съема не может характеризовать к чество полимера. Теплосъем может характеризовать лишь конверсию м номеров. Таким образом, управлен качеством по величине теплосъема достаточно эффективно. Цель предлагаемого иповышение стабильностилучаемого полимера.Поставленная цель достигается тем, что определяют прирост конверсии в одном или нескольких последовательно установленных полимеризаторах, определяют в зависимости от нагрузки на батарею полимеризаторов и объема соответствующих полимериэаторов интервал времени, за который достигнут указанный прирост конверсии, по этим величинам определяют прогнозируемый прирост величины конверсии по батарее полимеризаторов и в зависимости от разности полученной вели"чины и ее заданного значения корректируют расход модификатора,Способ поясняется чертежом, накотором представлена принципиальнаясхема системы автоматического регулирования, предназначенная дляреализации предлагаемого способа. 5В батарею полимеризаторов 1, 2,3 по трубопроводу 4 поступает эмульсия, образующаяся в результате смешения мономерной шихты и водной фазы,которые подаются по линиям 5 и 6. 10По линиям 7 и 8 поступают соответственно катализатор (инициатор) и модификатор, Расход мономерной шихтыизмеряется и стабилизируется с помощью датчика 9, регулятора 10 и клапана 11. Датчик 12, регулятор 13 иклапан 14 образуют контур для регулирования расхода водной фазыу датчик 15, регулятор 16 и клапан 17контур для регулирования расхода 20катализатора; датчик 18, регулятор19 и клапан 20 - контур для регулирования расхода модификатора. Температура эмульсии на входе и выходе полимеризаторов измеряется датчиками 21, конверсия мономеров - датчиками 22. Датчик 23 предназначендля измерения температуры хладаген-.та (прямого рассола), датчик 24 вдляизмерения температуры хладагента(обратного рассола) на выходе из ЗОкожуха полимеризатора,Расход хладагента в кожухи полимериэаторэв измеряется датчиками 25 и регулируетсяклапанами 26. Для реализации способаиспользуется также ЭВМ 27. 35Способ регулирования процессаэмульсионной полимеризации осуществляют следующим образом.На входе батареи полимеризаторов1, 2, 3 поддерживается соотношение 40расходов мономерной шихты и соответственно водной фазы, катализатора имодификатора, Теплосъем рассчитывается из теплового баланса, исходяиз температуры эмульсии на входе ивыходе из полимеризаторов, нагрузки на батарею, температуры и расхода хладагента по формулеО С 1 (Т - Т 11 ФЙ С 2(+" 2 1где 6 и 6 - расходы хладагента и эмульсии;С, и С - теплоемкости хлад- агента и эмульсии;Т и Т - температура хладаген1 2та на выходе и входе из кожуха полимеризатора;1 и2 - температура эмульсии на вйходе и входе из полимеризатора.Величина конверсии мономеров функционально связана с величиной тепло- съемаО=ККш где К - прирост конверсии в одномполимеризаторе или в группе их; сс- тепловой эффект реакцииполимеризации (количество тепла, выделяющегося при образовании 1 кг полимера);щ- расход мономерной шихты.В зависимости от найденной в ЭВМвеличины теплосъема система изменяет расход хладагента, поддерживая заданное значение конверсии.С помощью датчиков 22 определяютприрост конверсии в одном полимеризаторе или в группе их. Далее определяют время, за которое достигнут этот прирост конверсии. По сигналам от датчиков 9, 12, 15 и 18 определяют нагрузку на батарею (как сумму расходов мономерной шихты, водной фазы, катализатора и модиФикатора), Время Т, за которое достигнут найденный прирост конверсии, вычисляют по формулеЧ7эмгде Ч - объем реактора или группыреакторов, в которых определен этотприрост конверсии;бз - нагрузка на батарею.После этого рассчитывают скоростьФ роста конверсии вдоль батареипо формулеЬКЧЧ=где ьК - найденный прирост конверсии;Заданное значение скорости роста конверсии вдоль батареи Ф + определяют исходя из нагрузки на батарею, объема полимеризаторов и заданного значения конверсии С на выходе батареиаф эмфуи и1:1где М - число работающих полимеризаторов.Отклонение, полученное в результате сравнения величин Ю и %а используют для корректировки расхода модификатора. Для этого сигнал, пропорциональный указанному отклонению, направляется из ЭВМ в элемент коррекции регулятора 19 рас хода модификатора.Предлагаемый способ позволяет учитывать изменение скорости роста конверсии и таким образом косвенно прогнозировать качество получаемого полимера и регулировать его путем воздействия на расход модификатора,Формула изобретенияСпособ регулирования процесса эмульсионной полимеризации в батарее последовательно установленных полимеризаторов при подаче в первый полимеризатор водной фазы, шихлександров ектор И Муска РедакхТираж 584ударственного ам изобретений осква ЖР 3/20 ЦИИИПИ по 11303Заказ писно омитета СССРи открытийшская наб, д. 45 иал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ты, катализатора и модификатора,заключающийся в стабилнзации соотношения расходов водной фазы, шихтыи катализатора, в изменении расходамодификатора в зависимости от расхода шихты, в изменении расхода хладагента в зависимости от теплосъема наполимеризаторах, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности качества получаемого полимера, определяют приростконверсии в одном или нескольких 0последовательно установленных полимеризаторах, определяют в зависимости от нагрузки на батарею полимеризаторов и объема соответствующих полимериьаторов интервал времени, за который достигнут указанныйприрост конверсии, по этим величинамопределяют прогнозируемый прироствеличины конверсии по батарее полимеризаторов и в зависимости от разности полученной величины и ее заданного значения корректируют расходмодификатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство У 267072, кл. С 08 Г 2/04, 1966.