Способ регулирования процесса эмульсионной полимеризации

/22; С 05 0 27/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ полимеризаторов при подаче инициатора и активатора в первый полимери-.затор, заключающийся в измененииподачи инициатора в зависимости отконверсии мономеров, измеренной вголовной части батареи, о т л и ч аю щ и й. с я тем, что,с целью повышения точности стабилизации вязкостиполимера по Муни, корректируют конверсию мономеров на выходе батареиполимеризаторов в зависимости от от-ношения скорости .расходования иници.атора к скорости расходования активатора, определяемого на выходе третьего полимеризатора батареи, приэтом при увеличении .указанного отно- ашения включает в работу резервныйполимеризатор, а при уменьшении прямопропорционально уменьшают температуры в полимеризаторах батареи. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(72)Т,И;Исмаилов и М.А.Мехтиев (71) Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации . нефтяной и химической промышленности(56) 1, Голубятников В.А Шувалов В.В. Автоматизация производствен ных процессов и АСУП в химической. промышленности, М., "Химия", 1978, с.240, рис. 120.2. Авторское свидетельство СССР М 168441, кл. С 08 Г 2/22, 1962 (прототип).(54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕС СА ЗМУЛЬСИОННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ в ба, тарее последовательно установленных ТЕНИН,;Изобретение относится к автомати" зации процессов.полймериэеции и мо. жет быть использовано в проиышлан" ности синтетического каучука.Известен способ регулирования 5 процесса полимериэации дивиниласо стиролам, согласно которому расход инициатора изменяют. в зависимости от расхода углеводородной шихты1, 0Однако данный способ не обеспечивает высокое качество полимера. Это объясняется,тем, что при изменении расхода инициатора па данному способу не учитываются конечные параметры про 15 цесса.Наиболее близким к изобретению.по технической сущности является способ регулирования процесса эмульсионной полимерияации в батарее последова тельйо установленных полимеризаторов при подаче инициатора и активатора в первый полимеризатор, эаключающий ся в изменении подачи инициатора в 25 зависимости от конверсии мойомеров, измеренной в головной части батареи 21Недостатком известного способа30 являются ограниченные возможности в отношении повышения точности ста. билизации вязкости полимера по Иуни, Это объясняется тем, что он не учитывает изменение отношения скорости расходования инициатора к скорости расходования активатора . в реакционной массе. Значительные изменения этого отношения могут приводить, с одной стороны, к ускорению таких реакций, как разветвление и сшивание полимерных цепей, а, с другой стороны, к уменьшению числа образовавшихся полимерных частиц. на выходе третьего полимеризатора батареиполимерные частицы образуют 45.ся в первых трех полимеризаторах) Это отрицательно сказывается на качестве получаемого полимера, так как.изменение числа полимерных частиц в меньшую сторону увеличивает 50 .долю низкомолекулярных цепей в полимере и наоборот. Иэвестно, что в процессе полимеризации активатор взаимодействует с инициатором и уско ряет ега распад, а это приводит 55 к образованию полимерных частиц. Чис ло же полимерных частиц определяет качество выходного продукта. Целью изобретения являетсз повышение точности стабилизации вязкости полимера по Иуни.Зта цель достигается тем, что по известному способу регулирования процесса эмульсионной полимеризации в батарее последовательно установленных полимериэаторов при подаче инициатора и активатора в первый полимериэатор, заключающемуся в изменении подачи инициатора в зависимости ат конверсии иономеров, измеренной в головной части батареи, корректируют конверсию мономеров на выходебатареи полимериэаторов в зависимости от отношения скорости расходования инициатора к скорости расходования активатора, определяемого на выходе третьего полимеризатора батареи, при этом при. увеличении укаэанного отношения включают в работурезервный полимеризатор, а при уменьшении прямопропорционально уменьшаюттемпературы в полимеризаторах бата"реи.На чертеже показана блок-схема.- системы, реализующей данный способ.Система содержит основные поли" меризаторы 1 и 2,. резервный полимеризатор 3, трубопроводы," эмульсии 4, углеводородной шихты 5, активатора б, инициатора 7 латекса 8 и 9 прямого хладагента 10 и обратного хладагента 11, чувствительные элементы, расхода эмульсии 12, актива" тора 13 и. инициатора 1 ч, регулятор 15 расхода инициатора, регулирующий орган 16 на трубопроводе 7, анализа- тор 13 конверсии мономеров, датчик 18 температуры в. полимеризаторе 1, регулятор 19 температуры в полимеризаторе 1, регулирующий орган 20 на трубопроводе хладагента в полимеризаторе 1, .датчик 21 температуры вполимеризаторе 2, регулятор 23 темпера.туры в;лолимеризаторе 2; регулирующий орган 22 на трубопроваде хладагента в полимериэаторе 2; датчик24 темйературы в полимеризаторе 3,регулятор 25 .температуры в полимеризаторе 3, регулирующии орган 2 б натрубопроводе хладагента в полимеризаторе 3,. анализатор 27 концентрацииинйциатора, анализатор 28 концентрации активатора, анализатор 29 конверсии мономеров йа выходе полимеризационйой батареи, вычислительный блок 30, регулятор 3.1 конверсии мономе1030369 3ров на выходе полимеризационной батареи, переключатель 32, импульсный элемент 33, а также регулирующие органы 3 и 35Способ осуществляют следующим образомГатарея полимеризаторов на схеме условно представлена тремя полимеризаторами 1-3, Полимеризатор 3 резервный, По трубопроводу Ч на вход поли-. 10 меризатора 1 подается эмульсия, сос" тоящая из углеводородной шихты, водной Фахы и модификатора (последние на схеме не обозначены). В трубопровод 1 подается также по трубопроводу 15 6 активатор, а по трубопроводу 7- инициатор. Латекс по трубопроводам 8 и 9 1, минуя резервный полимеризатор, или из резервного полимеризатора), выводится из цеха полимеризации в от деление отгонки мономеров от латек" са. Для отвода тепла реакции полимеризации в полимеризаторы лодают хлад- агент. Расход эмульсии измеряется .чувствительнь 1 м элементом 12, а расход 25 активатора -:чувствительныи элементом 13. Чувствительный элемент 1 Ь, регуля 1 ор 15 и регулирующий орган 16 образуют контур регулирования расхода .инициатора, Заданием для регулятора расхода инициатора 1 является выходной сигнал анализатора 17, пропорци" . ональный величине конверсии мономе. ров на выходе головного полимериза" тора батареи. Конверсия мономеров35на выходе головного полимеризатора батареи измеряется анализатором 17,Температура в полимеризаторе 1измеряется датчиком .18 и регулируется регулятором 1 с воздействием40на регулирующий орган 20. Аналогично регулируется температура и в полимеризаторах 2 и 3. Концентрация инициатора и активатора на выходе третьего полимеризатора батареи 1 на схеме условно .показана после 1 первого полимериватора) измеряется соответственно анализаторами 27 и 28, Конверсия маномеров на выходе полимери" зационной батареи измеряется анализа-.,50 . тором 29. Система регулирования со.- держит вычислительный блок 30, ко входу которого подключены сигналы от датчиков 12-14, 27 и 28, измеряю" щие текущие значения расхода эмульсии, активатора, инициатора, концентрации инициатора и активатора на выходе третьего полимеризатора. батареи. 4Первоначально вычислительный блок 30 рассчитывает время пребывания реакционной смеси Г в первых трех полимеризаторах батареи как отношение . суммы объемов первых трех полимеризаторов батареи объемы всех полимеризаторов одинаковы ) на секундный расход эмульсии 6ам3 МЭМ Далее определяется скорость расхо"дования инициатора М: ц ЛбиСо)Взм С 1Игде 6, - расход инициатора на входбатареи полимеризаторов,измеренный чувствительнымьэлементомС - концентрация исходного ини"циатора ( задается);С" - концентрация инициатора навыходе полимеризатора 1,измеренная с помощью анализатора 2.После этого находится скоростьрасходования активатора У :0"Фо, с 3)й-Сугде 6 расход акти Ватора на ВхОдЦбатареи полимеризаторов,измеренный чувствительнымэлементом 13;С - концентрация исходногоактиватора ( задается);С - концентрация активатораОна выходе полимеризатораизмеренная с помощью,анализатора 28,Далее находится отношениескорости расходования йнициатора кскорости расходования активатора впервых трех .полимеризатарах батареии Отклонение его от номинала:С 1 дИ, наконец, вычислйтельный блок30 в зависимости от найденного значения ЬЬ вырабатывает корректирую"щий сигнал регулятору 31- .При уменьшении выходного сигналавычислительного блока 30 регулятор31 1;при помощи переключателя 327Заказ 5106/27 Тираж 434 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 5температуры, а при увеличении сигнала регулятор 31 подключает резервный полимеризатор 3 путем открытия регулирующего органа 35 и закрытия регулирующего органа 34. 5 Таким образом, заданное значение конверсии мономеров на выходе полимеризационной батареи по предлагаемому способу изменяется от отклонения 10 отношения скорости расходования ини-. циатора к скорости расходования активатора, определяемого на выходе третьего полимеризатора батареи, Это обеспечивает повышение точности стабилизации вязкости полимера по Муни,Реализация способа на крупнотоннажном производстве средней мощности позволит уменьшить среднеквадратическое отклонение вязкости полимера по Муни на 50 по отношению к извест ному способу.