Способ управления процессом сополимеризации этилена с альфа олефинами и несопряженными диенами

СОЮЗ СОВЕТСКИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) И 3(5 С 08 Г 210 1ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 05 О 27/ Н АВТО МУ СВИДЕТ СТВО аы 7 Чирский остилионеаккая етельство СССР10/02, 1967,тельство СССР21/00, 1969 аЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМНА С АЛЬФА-ОЛЕМИ ДИЕНАМИ вся в стабилизань.я(54)(57) СПОСОБ УПРАВСОПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕФИНАМИ -И НЕСОПРЯЖЕННЫреакторе, заключающий ции соотношения концентраций этилени водорода в реакционной смеси на входе реактора изменением расходаводорода, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точнстабилизации вязкости по Муни помера, корректируют соотношение кцентраций этилена и водорода в рционной смеси на выходе реактора порасходу исходной шихты, при этом укзанное соотношение увеличивают приувеличении расхода исходной шихтыпутем уменьшения расхода водородаи уменьшают это соотношение при умешении расхода шихты путем увеличенирасхода водорода.Изобретение отосится к управлению непрерывными химическими процес"сами, в частности к управлению процессами сополимериэации этилена сальфа-олефинами и несопряженными дие.нами, например этилиденорборненомили дициклопентадиеном (далее - диены), и может быть использовано впроизводстве синтетического каучука различных марок в химической инефтехимической промышленности,Известен способ управления процессом сополимеризации этилена сальфа-олефинами, заключающийся визменении соотношения мономеров вреакционной смеси, подаваемой в реакционную зону, при из;:енонии температуры в этой зоне 11Недостатком этого способа является невысокая точность регулирования вязкости по Муни полимера, Этообусловлено тем, что изменение расхода шихты, а следовательно, времяпребывания реакционной смеси в реакторе постоянного объема данным способом не учитывается. Изменение времени пребывания реакционной смесив реакторе изменяет как конверсию,так и вязкость по Муни полимера.Вследствие этого вязкость по Муиполимера колеблется в широких пределах. О Наиболее близким к изобретеию по технической сущности является способ управлен; я процессом сополимеризации этилена с альфа-олефинагли и несопря женными диенами в реакторе, заключающийся в стабилизации соотношеия концентраций этилена и водорода в реакционной смеси на выходе реактора изменением расхода водорода 2, 40Соотношение этилена и водорода на выходе реактора является косвенным по. казателем качества полимера, например точки плавления (индекса расплава) продукта,45Недостатком известного способа является невысокая точность стабилизации вязкости по Муни полимера, поскольку расход шихты на реактор или время пребывания реакцио ой массы в реакторе не учитывается.Характерными особенностями процесса сополимеризации этилена с альфаолефинами и несопряженными дионами является то, что реакционная активность мономеров различна (на; большей активностью обладает этилен), рост значения вязкости по Муни полимера в реакторе находится в прямой зависимости от времени пребывания реакционной смеси в реакторе, наибольшее значение вязкости по Муни полимера ри всех прочих равных условиях реакции сополимеризации достигается при малых расходах шихты, т.е. при больших значениях времени пребывания реакционной 65 массы в реакторе. Кроме того, существует вынужденная необходимость изменения расхода шихты (производительности), связанная с обеспеченностьюсырьем, работой предыдущих и последующих стадий производства и переходом на выпуск разных марок каучука.Строгая стабилизация соотношенияэтилена и водорода в реакционнойсмеси на выходе реактора на заданномпостоянном значении без корректировкиего по расходу шихты является однойиэ причин колебаний вязкости по Муниполимера в широком диапазоне,елью изобретения является повышение точности стабилизации вязкостипо Муни полимера,Эта цель достигается тем, что согласно способу управления процессомсополимеризации этилена с альфа-олефинами и несопряженными диенами вреакторе, заключающемуся в стабилизации соотношения концентраций этилена и водорода в реакционной смеси навыходе реактора изменением расходаводорода, корректируют соотношениекоцентраций этилена и водорода в реакционной смеси на выходе реакторапо расходу исходной шихты, при этомукаэанное соотношение увеличиваютпри увеличении расхода исходной шихты путем уменьшения расхода водородаи уменьшают это соотношение при уменьшении расхода шихты путем увеличениярасхода водорода.Такой прием учитывает по расходушихть на реактор время пребывания ре.акционой массы в реакторе и способствует повышению точности стабилизации вязкости по Муни полимера приработе реактора на различных на.рузка,На чертеже представлена блок-схема, с помощью которой реализуетсяспособ управления процессом сополимеризации этилена с альфа-олефинамии несопряженными диенами.Блок-схема включает холодильник 1 шихты, реактор 2, контур регулирования расхода этилена, включающий датчик 3 расхода, регулятор 4 и клапан 5, контур регулирования пропилена, включающий датчик б расхода, регулятор 7 и клапан 8, контур регулирования расхода диена, включающий датчик 9 расхода, регулятор 10 и клапа 11, контур регулирования расхода растворителя, включающий датчик 12 расхода, регулятор 13 и клапан 14, контур регулирования расхода сокатализатора, включающий датчик 15 расхода, регулятор 1 б и клапан 17, контур регулирования расхода катализатора, включающий датчик 18 расхода, регулятор 19 и клапан 20, датчик 21 расхода шихты, блок 22 коррекции соот ношения, датчик 23 концентрации эти10622 5 Таким образом, учитывая расход шихты (нагрузку) на реактор время пребывания реакционной массы в реакторе) и корректируя при этом соотношение этилена и водорода в реакционной смеси на выходе реактора изменением расхода водорода, повышают точность стабилизации вязкости по Муни полимера.Данные, полученные путем.вычисления Значения вязкости по Муни беэ учета и с учетом изменения расхода шихты на реактор, даны в таблице. Значения показателей Показатели Значение вязкостипо Муни без учетарасхода шихты,ед 45 48,5 46,5 46 45,5 42 41 38,5 39,5 То же, с учетомрасхода шихты, ед, 41 40 39 38,5 40 41,5 40,5 39 40,5 Как видно из данных таблицы значе- процессом без учета расхода шихты нание вязкости по Муни при управлении 65 ходится в диапазоне 38,5-48,5 ед.,лена и водорода, блок 24 соотношения этилена и водорода, регулятор 25 соотношения этилена и вдорода и контур регулирования расхода водорода, включающий датчик 26 расхода, регулятор 27 и клапан 28.Предлагаемый способ управления осуществляется следующим образом.Захоложенную в холодильнике 1 шихту, включающую этилен, пропилен, диен, растворитель, сокатализатор и водород, подают в реактор 2, где под воздействием температуры и компонентов катализатора осуществляют поли. меризацию мономеров. Расход катализатора в реактор 2 подают по отдель ному трубопроводу.Расход этилена. стабилизируют регулятором 4, получающим информацию от датчика 3 и воздействующим на клапан 5. 20Расход пропилена стабилизируют регулятором 7, получающим информацию от датчика 6 и воздействующим на клапан 8.Расход диена стабилизируют регу лятором 10, получающим информацию от датчика 9 и воздействующим на клапан 11.Расход растворителя стабилизиру- ют регулятором 13, получающим информацию от датчика 12 и воздействующим на клапан 14.Расход сокатализатора стабилизируют регулятором 16, получающим информацию от датчика 15 и воздействующим на клапан 17.Расход катализатора стабилизируют регулятором 19, получающим информацию от датчика 18 и воздействукщим на клапан 20.Расход этилена является ведущим, 40 потокол, расходы пропилена, диена, растворителя, катализатора являются ведомыми потоками, их подают в постоянном весовом соотношении к расходу этилена. Информацию от датчи ка 3 расхода этилена в качестве задания подают на регуляторы 7, 10, 13 и 19 расходов пропилена, диена, растворителя и катализатора соответственно. Расход сокатализатора подают 5 О в постоянном весовом соотношении красходу катализатора. Информацию отдатчи а 18 расхода катализатора в качестве задания подают на регулятор16 расхода сокатализатора. Производительность (нагрузку реактора устанав.ливают вручную путем изменения задания регулятору 4 расхода этилена.Расход шихты на входе в реактор 1контролируют датчиком 21, передающиминформацию через блок 22 коррекциисоотношения регулятору 25 соотношения этилена и водорода.Вязкость по Муни полимера на выходе реактора определяют по косвенномупоказателю - соотношение этилена иводорода на выходе реакционной смеси из реактора,Концентрацию этилена и водородана выходе реактора контролируют датчиком 23, например хроматографом,передающим информацию через блок 24соотйошения этилена к водороду регулятору 25 соотношения этилена и водорода.Регулятор 25 является типовьмПИ-регулятором, получающим информацию от блока 22 коррекции соотношения и от блока 24 соотношения этилена и водорода и воздействующим назадание регулятору 27 расхода водорода. Расход водорода регулируется регулятором 27, получающим информацию от датчика 26 и регулятора25 и воздействующим на клапан 28.Температуру и давление в реакторе 2 и температуру шихты в холодильнике 1 стабилизируют известнымспособом.10 б 2215 оооор Про Дион Составитель В. ШуваловРедактор Н. Егорова Техред Т,Наточка К А. Ильин Тираж 494нного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/26 ВНИИП по д 1.13035одписное филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная т.е. отклонение от среднего значения 43,5 ед. составляет ф 5 ед., тогда как при управлении процессом с учетом расхода шихты отклонение вязкости по 4 уци составляет 1 1,5 ед. от среднего заданногоего значения, равного 40 ед,Предварительная оценка эффективности предлагаемого способа управлекаэ 1015П Государстве елам изобрете Москва, Жния процессом сополимеризации этилена с альфа-олефинами и диенами показывает, что в связи со значитеяьным повышением точности стабилизации вязкости по Иуни полимера снижаются расходные нормы на тонну каучука по пропилену на 2 кг, а по диену - на 0,5 кг.