Способ управления непрерывным процессом получения синтетического изопренового каучука в каскаде реакторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 866984 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСН оба сть внос-, еделяи на так зопрезатор. водиГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБ ЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИНМПРИ ГКНТ СССР 1(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ИЗОПРЕНОВОГО КАУЧУКА В КАСКАДЕРЕАКТОРОВ путем стабилизации концентИзобретение относится к областиавтоматизации процесса полимеризациии может быть использовано в производстве синтетического каучука,Известен способ управления непре рывным процессом полимеризации непре, дельных соединений измерением и ста. билизацией молекулярной массы полимера, измерением концентрации мономера,измерением и стабилизацией концентрации полимера, изменением расхода ка 1)р С 08. г 136/08 с 05 и ра ции полимера изменением расхода катализатора,определения затрат на проведение процесса по сумме произведения расхода катализатора.на его удельную стоимость и произведения концентрации олигомеров изопрена в реакционной смеси на расход этой смеси и на удельную стоимость изопрена минимизации полученной суммы затрат, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения содержания титана и легколетучих продуктов в каучуке и снижения затрат на проведение процесса при одновременном понижении за соответствующие заданные значения содержания титана и легколетучих про- се дуктов в готовом каучуке, .минимизируют величину указанной суммы затрат на проведение процесса прекращением подачи реакционной смеси в один из реакторов каскада или подачей реакционной смеси в дополнительный после- Б довательно подключаемый реактор каскада.тализатора и измерением этого расхо,да. Недостатком известного спос является ограниченная возможно снижения экономической эффекти ти процесса полимеризации, опр емой в первую очередь затратам расход катализатора и мономера как в процессе полимеризации ина используется дорогой катали Кроме того, при заданной произ86698 тельности процесса (заданной концентрации полимера и расходе реакционной смеси) повышенный расход катализатора приводит к образованию побочных продуктов, влияющих на качество каучука.Каиболее близким из известных способов является способ управления непрерывным процессом получения синте.10 тического изопренового каучука в каскаде реакторов путем стабилизации концентрации полимера изменением расхода катализатора, определения затрат на проведение процесса,по сумме про изведения расхода катализатора на его удельную стоимость и произведения концентрации олигомеров изопрена в реакционной смеси на расход этой смеси и на удельную стоимость изопрена 20 минимизации полученной суммы затрат,Медостатком известного способа является то, что при использовании изменения расхода хладагента (а сле-25 довательно, температуры исходной ре акционной смеси) для минимизации суммы. затрат на проведение процесса при заданной производительности огра ничена возможность получения полимера с заданной вязкостью по Муни полимера (молекулярной массой), определяющей качество каучука.Кроме того, происходит нарушение других параметров качества каучука: содержания титана и легколетучих гро- З 5 дуктов готового каучука, определяемых после стадий выделения и сушки,Целью изобретения является снижение содержания титана и легколетучих продуктов в каучуке и снижение затрат на проведение процесса.Цель достигается тем, что в способе управления непрерывным процессом получения синтетического изопренового каучука в каскаде реакторов путем стабилизации концентрации полимера изменением расхода катализатора, определения затрат на проведение процесса по сумме. произведения расхода катализатора на его удельную стоимость и произведения концентрации олигомеров изопрена в реакционной смеси, на расход этой смеси и на уделыную стоимость изопрена, минимизации полученной суммы затрат при одновре.йменном понижении за соответствующие заданные значения содержания титана и легколетучих продуктов в готовом каучуке, минимизируют величину указанной суммы затрат на проведение процесса прекращением подачи реакционной смеси в один из реакторов каскада или подачей реакционной смеси в дополнительный последовательно подключаемый реактор каскада.Изобретение поясняется чертежом.На чертеже показаны реакторы 1 3 и 4, холодильник 5 для охлаждения исходной реакционной смеси (шихты), трубопроводы 6,7 и 8 для подачи шихты, хладагента и катализатора соответственно, обводной трубопровод 9,датчик 10 температуры шихты, датчики 11,1,13 и 14 температуры в реакторах 1,2,3 и 4, датчик 15 для измерения вязкости полимера по Муни, датчик 16 концентрации полимера и датчик 17 концентрации олигомеров в реакционной смеси, датчик 18 для измерения расхода реакционной смеси, датчик 19 для измерения расхода катализатора, клапаны 20 и 21 для изменения расхода хладагента и катализатора со" ответственно, регулятор 22 вязкости по Муни, регулятор 23 концентрации полимера, регулятор 24 температурышихты, приборы 25, 26,27 и 28 дляизмерения температуры в реакторах 1, 2,3 и 4 вычислительное устройство 29 и вентили 30, 31, 32 и 33 для переключения реакторов 1,2,3 и 4.В батарею последовательно включен-, ных реакторов 1,2,3 и 4 подают по трубопроводу 6 шихту через холодильник 5 и по трубопроводу 8 - комплексный катализатор. Концентрацию полимера измеряют датчиком 16, сигнал кото" рого поступает на регулятор 23 и клапан 21, который изменяет расход катализатора, стабилизирующего концентрацию полимера. Датчик 15 измеряет вяз-, кость по Муни полимера и стабилизиру-ет ее с помощью регулятора 22, сиг" нал которого поступает на задание регулятора 24 температуры шихты, Температура шихты измеряется датчиком 10, сигнал с которого поступает на регулятор 24 и на клапан 20, изменяющий расход хладагента, поступающего в холодильник 5 по трубопроводу 7. После окончания переходных процессов по температурам в реакторах, измеряемым датчиками 11,12,13 и 14 и измерительными приборами 25,26,37 и 28, вызванных изменением технологических па86698 ч Реда кт Техред М.Дидык рко Корректор М, Самборская Заказ 13 ВНИИПИ Г Тираж П писн сударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород агарина, 101 раметров, определяются в готовом каучуке после стадий выделения и сушкилабораторными анализами содержание титана и легколетучих продуктов по потерям массы при 105 С,о5Гсли каждая из этих указанных величин окажется меньше максимальнодопустимых значений То с помощьювычислительного усТройства 29 определяют затраты на проведение процесса по сумме произведения концентрации олигомеров изопрена в реакционной смеси, измеряемой датчиком 17,расхода этой смеси, измеряемой датчи - 15ком 18, удельной стоимости изопрена и произведения расхода катализатора, измеряемогодатчиком 19, наудельную стоимость катализатора. Затем осуществляют минимизацию указанных затрат, для чего изменяют, например, уменьшают на один число реакторов в батарее, отключая с помощьювентилей 32 и 33 и обводного трубопровода 9 последний реактор. Затем 25рнова осуществляют стабилизацию концентрации и вязкости по Муни полимера. Затем определяется содержание титана и легколетучих продуктов в готовом каучуке, проверяется, не превы шает ли каждый из этих параметровсоответствующие ограничения на их содержание, определяют с помощью вычислительного устройства 29 сумму затрат на проведение процесса, сравнивают с предыдущей и так далее до тех пор, пока или содержание титана, или лагколетучих продуктов в готовом каучуке не превышает указанных ограничений на эти параметры, или не происходит увеличение суммы затрат на проведение процесса. В любом из этих случаев возвращаются к предыдущему количеству реакторов каскада, последовательно подключая с помощью вентилей 30, 31,32 и 33 трубопровода 9 последний отключенный реактор.Изменение количества реакторов с с учетом ограничений на указанные параметры готового каучука и последующим определением затрат на проведение процесса должно осуществдяться достаточно редко, поскольку оптимальное количество реакторов зависит только от существенных изменений качества исходных продуктов полимериза ции.Таким образом, предлагаемый способ может позволить снизить среднее содержание титана и легколетучих продуктов в готовом каучуке, определяющих его качество, и практически исключить брак по этим параметрам, а также снизить себестоимость каучука за счет уменьшения расхода катализатора и снижения потерь изопрена с олигомерами.