Способ автоматического регулирования процесса полимеризации в производстве бутилкаучука

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл.2 С 08 Р 210/12 О 05 1 ъ 27/00 Госуаарственны 1 оинтет СССР оо делам нзобретеннй и открытнй(72) Авторы изобретения Т.А.Алиев, М.И,Мамедов, Р.И.Руста овательский и проектныйвт омати э ации нефт яной ипромышленности Н аучн о-и с комплексн Заявитель 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕС ПОЛИМЕРИЗАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУТИЛКАУЧУКА эации.ртеже показана бавтоматического к-схемагули рова. с30 н Изобретение относится к автоматизации процессов полимеризации, оно может быть использовано в нефтехимической и химической отраслях промышленности, в частности прн управлении процессом полимеризации в производстве бутилкаучука, проводимом в трубчатом реакторе.Известен способ автоматического регулирования процесса полимеризации в производстве бутилкаучука, проводимого в трубчатом реакторе при осуществлении движения реакционной массы под действием мешалки, заключающийся в изменении расхода шихты в реактор в зависимости от процента конверсии на выходе из реактора, стабилизации соотношения шихта/катализатор на входе в реактор 1.Однако нерегулируемый теплосъем в головной части батареи при макси" мальном расходе хладагента сокращает пробег каждого Реактора и приводит к частым переключениям работающего реактора на резервный, так как в процессе работы реактора на его стенки налипает полимер и в результате этого ухудшается теплосъем реактора, что приводит к превышению допустимой температуры проведения процесса; указанные переключенияприводят к нарушениям технологического режима и большой амплитудепереходных процессов в системе регулирования,Целью изобретения является повышение производительности процесса(эа счет уменьшения налипания полимера на трубки реактора.Для достижения поставленной целив способе автоматического регулирования процесса полимеризации бутилкаучука, проводимого в трубчатом реакторе при осуществлении движения 15 реакционной массы под действием мешалки, заключающемся в изменении расхода шихты в реактор в зависимостиот процента конверсии на выходеиэ реактора, стабилизации соотноше ния шихта/катализатор на входе в реактор, дополнительно изменяют величинусоотношения шихта/катализатор в зависимости от нагрузки на валу мешалкиреактора, а при превышении величиной указанной нагрузки ее допустимого значения останавливают процессполимерыНа че ло35 Шихта и катализатор подаются в трубчатый реактор 1, снабженный мешалкой 2. Мешалка 2 вращается с помощью электродвигателя 3. Мешалка перемешивает рабочую шихту и катализаторный раствор в нижней части реактора и подает реакционную смесь вверх по трубкам реактора 1. Суспензия полимера отводится иэ верхней части реактора 1 и подается в дегазатор.Бутилкаучук получают путем совместной полимеризации изобутилена с небольшим количеством изопрена.Реакция сопровождается выделением тепла и поэтому бутилкаучук синтезируют в инертном растворителе, в качестве последнего в производстве используют хлористый метил. Катализатором катионной полимериэации служит катализатор Фриделя-Крафтса. В качестве охлаждающего агента используют жидкий этилен. Рабочая шихта, в состав которойвходят изобутилен, иэопрен и хлористый метил, приготавливается в смесителях, куда через мерники подаютперечисленные реагенты. В составрабочей шихты входят, об,Ф: изобутилен 25-28, иэопрен 0,5-0,б и хлористый метил 71,4-71,5,Каталиэаторный раствор приготавливают в смесителе, он содержит,об.В: хлористый метил 99,8-99,9 ихлористый алюминий 0,07-0,2.Сополимеризацию изобутилена сизопреном в присутствии хлористогоалюминия производят в реакторе 1при 99-103 С. Реакция сополимериэации эндотермична, имеет цепной механизм и протекает с очень большойскоростью, поэтому она осуществляетсяв присутствии разбавителя при интенсивном перемешивании.Охлажденные до минус 96 - минус100 С рабочая шихта и катализаторный раствор через форсунки подаютв нижнюю часть реактора в зону перемешивания. Перемешивание осуществляют с помощью мешалки 2. Полученная суспензия полимера поднимаетсяпо трубкам, выводится из верхнейчасти реактора 1 и подается в дегаэатор, где дегаэируется незаполимеризованный мономер.В процессе работы реактора 1 полимер частично прилипает к его стенками на поверхности труб образует пленку. В дальнейшем толщина пленки начинает расти, что, во-первых, изменяетгеометрические размеры труб, во-вто"рых, ухудшает теплообмен с хладагентом. Это приводит к ухудшению качественных показателей полимера, Например, ухудшается однородность полимера, изменяется молекулярный вес полимера, происходит комкообразование 5 1 О 15 25 30 45 55 60 и увеличивается вязкость реакционноймассы. Увеличение вязкости реакционной массы приводит к увеличению нагрузки на валу мешалки электродвигателя.В промышленных условиях после дос"тижения определенной величины нагрузки реактор останавливают на промывку.Предлагаемый способ дает возможность при увеличении нагрузки на валу мешалки выше заданной, не останавливая реактор 1 на промывку, вестипроцесс путем постепенного уменьшения расходов рабочей шихты и катализаторного раствора.Заданное значение нагрузки соответствует нормальной работе реактора.Способ автоматического регулирования процесса полимериэации бутилкаучука осуществляют следующим образом, С помощью датчика 4 расхода,регулятора 5 и исполнительного механизма б стабилизируют расход рабочейшихты (раствор иэобутилена и изопрена в хлористом метиле) в трубчатыйреактор 1,С помощью датчика 7 расхода, регулятора 8, блока 9 соотношенияи исполнительного механизма 10 стабилизируют расход катализаторногораствора (раствор хлористого алюми -ния в хлористом метиле) в реакторе 1.Постоянное соотношение расходовшихты и катализаторного раствораподдерживают, воздействуя на блок 9соотношения сигналом от датчика 4,тем самым при изменениях в режиме процесса полимериэации поддерживаетсяпостоянное соотношение регулирующихвеществ в реакторе 1, необходимоедля поддержания конверсии номинальной величины. Кроме того, молекулярно-весовое распределение полимеразависит от оптимального выбранногозначения соотношения шихта/катализатор.Расход шихты в реакторе 1, а также пропорциональный ему расход катализатора изменяют в зависимости отпроцента конверсии на выходе изреактора 1, измеряемого с помощьюдатчика 11 процента конверсии.Указанную величину процента конверсии регулируют с помощью регулятора 12, воздействуя на заданиерегулятора 5.Величину нагрузки на валу мешалки2 измеряют и регулируют с помощью регулятора 13, изменяющего своим сигналом величину коэффициента усиленияблока 9 соотношения, При этом приувеличении нагрузки на валу мешалки 2 увеличивается расход катализатора в трубчатый реактор 1,Увеличение расхода катализатораспособствует промывке реактора 1от прилипшего к нему полимера,такоставит ецова дакт Подпи Тираж 585 ИПИ Государственно о делам изобретени 5, Москва, Ж, Р оеСССР аказ 5655/24 комитет и открытушская на/5 13 илиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная,4 как хлористый метил является хорошим растворителем полимера (каталиэаторный раствор в основном состоитиэ хлористого метила, более 90),а это приводит к уменьшению нагрузки на валу мешалки и соответственнок стабилизации режима работы реактора 1.При перевышении величиной нагрузки на валу мешалки 2 ее допустимогозначения, что указывает на забивкутрубок трубчатого реактора 1 налипшим полимером, процесс полимериэации останавливают, воздействуя с помощью регулятора 13 на задания регулятора 5 и блока 9, т.е. прекращаютподачу в трубчатый реактор 1 шихтыи катализатора, останавливая реакторна промывку,Использование предлагаемого изобретения позволит выпустить дополнительное количество синтетического каучука за счет увеличения продолжительности работы полимеризатора. Формула изобретенияСпособ автоматического регулирования процесса полимериэации в производстве бутилкаучука, проводимого в трубчатом реакторе, при осуществлении движения реакционной массы под действием мешалки, заключающийся в изменении расхода шихты в реактор в зависимости от процента конверсии на выходе из реактора, стабилизации соотношения шихта/катализатор на входе в реактор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса, изменяют величину соотношения шихта/катализатор в зависимости от нагрузки на валу мешалки реактора, а при превышении величиной нагрузки ее допустимого значения останавливают процесс полимериэации.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ч 211092, кл. С 08 Г 2/06, 1966.