Устройство для автоматического регулирования процесса стабилизации полимера

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(56) 1. Кирпичников П.А. и др, Химияи технология синтетического каучукаЛ., "Химия" 1979, с. 905.2Авторское свидетельство СССРУ 654639, кл. С 08 Л 3/20, 1977(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СТАВИЛИЗАЦИИ ПОЛИМЕРА в производствесинтетического каучука, содержащеедатчик и регулятор расхода раствораантиоксиданта и блок определениязаданного расхода раствора антиоксиданта, соединенный выходом со входом указанного регулятора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности регулирования концентрации антиоксиданта в полимере,оно снабжено датчиком и регуляторомрасхода шихты, датчиком температурышихты, датчиками и регуляторами расхода хладагента в рубашки полимери.,80109893 ЗВВ С 08 Р 136/04; С 05 О 27/О заторов, датчиками температуры раствора полимера после каждого полимеризатора, блоками определения концентрации раствора полимера в каждом полимеризаторе, при этом входыблока определения концентрации раствора. полимера в первом полимеризаторе соединены с выходами датчиков температуры и расхода шихты,. температуры хладагента и раствора полимерапосле первого полимеризатора, а также - с выходом датчика расхода хладагента в первый полимеризатор, входы блоков определения концентрациираствора полимера в последующих полимеризаторах соединены с выходамидатчиков расхода шихты, расхода хладагента в рубашку соответствующегополимеризатора, температуры хладагента, температуры раствора полимера после соответствующего полимеризатора и с выходом блока определения концентрации раствора полимера в предыдущем полимеризаторе, авыход последнего блока определенияконцентрации раствора полимера соединен с первым входом блока определения заданного расхода раствора антиокснданта, второй вход которогосвязан с датчиком расхода шихты.11098939Изобретение относится к автоматизации .процессов производства синтетических каучуков, а конкретнее - к стабилизации полимера, и может быть использовано в производстве кау чуков СКИ, СКД и других в нефтехимической промышленности.Известно устройство для автоматического регулирования процесса стабилизации полимера в производстве синтетического каучука, содержащее емкость для смещения потоков полимера и стабилизатора (антиоксиданта) и дозировочные насосы, установленные на трубопроводах подачи в .Фсмеситель соответственно потоков по. лимера и антиоксиданта. В этом уст" ройстве дозировочным насосом стабилизируют расход антиоксиданта в смеситель и таким образом регулируют концентрацию антиоксиданта в стабилизированном полимере 1 .Однако это устройство не обеспечивает удовлетворительной точности регулирования концентрации антиоксиданта в стабилизированном полимере, так как исходный расход антиоксиданта контролируется периодически по мерным стеклам. Кроме того, в устройстве не предусмотрено измере ние концентрации раствора полимера, что существенно снижает точность регулирования концентрации антиоксиданта в стабилизированном полимере.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматического регулирования процесса стабилизации полимера в производстве синтетического каучука, содержащее датчик и ре гулятор расхода раствора антиоксиданта и блок определения заданного расхода раствора антиоксиданта, соединенный выходом со входом указанного регулятора. Устройство регули рует расход раствора антиоксиданта на смешение с раствором полимера с учетом изменения расхода концентрации пластичности полимера по Карреру, концентрации и расхода раствора антиоксиданта и корректирует его по концентрации антиоксиданта в етабилизированном полимере 2. кие датчики для непрерывного измерения концентрации раствора полимера и его пластичности по Карреру не обеспечивают удовлетворительной надежности работы и точности показаний, что связано с большой вязкостью и адгезионными свойствами полимера. Кроме того, отсутствуют автоматические датчики для измерения концентраций антиоксиданта в растворе антиоксиданта и в стабилизированном полимере.Цель изобретения - повышение точности регулирования концентрации антиоксиданта в стабилизированном полимере. 20. кого регулирования процесса стабилизации полимера в производстве синтетического каучука, содержащее датчики регулятор расхода раствора антиоксиданта и блок определения заданного расхода раствора антиоксиданта,соединенный своим выходом со входомуказанного регулятора, дополнительно снабжено датчиком и регуляторомрасхода шихты, датчиком температурышихты, датчиками и регуляторами расхода хладагента в рубашки полимеризаторов, датчиком температуры хладагента, датчиками температуры раствора полимера после каждого полимеризатора и блоками определения концентраций раствора полимера в каждомполимеризаторе, при этом входы блока определения концентрации раствора полимера в первом полимеризаторе соединены с выходами датчиковтемпературы и расхода шихты, температуры хладагента и раствора полимера после первого полимеризатора,а также с выходом датчика расходахладагента в первый полимеризатор,входы блоков определения концентрациираствора полимера в последующихполимеризаторах соединены с выходами датчиков расхода шихты, расхода.хладагента в рубашку соответствующего полимеризатора, температурыхладагента, температуры раствораполимера после соответствующего полимеризатора и с выходом блока определения концентрации раствора полимера в предыдущем полимеризаторе,а выход последнего блока определения концентрации раствора полимерасоединен с первым входом блока оп 50 55 Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования концентрации антиоксиданта в полимере, которая обуславливается тем, что известные автоматичесПоставленная цель достигается тем, что устройство для автоматичесределения заданного расхода раствора антиоксиданта, второй вход которого связан с датчиком расхода шихты.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит полнмеризационную батарею, состоящую из двух полимеризаторов 1 и 2, смеситель 3 потоков раствора полимера и антиок-. снданта, контур регулирования расхода шихты, состоящий из датчика 4, регулятора 5.и клапана 6, контур регулирования расхода хладагента в первый полимеризатор 1, состоящий из датчика 7, регулятора 8 и клапана 9, контур регулирования хладагента во второй полимеризатор 2, состоящий из датчика 10, регулятора 11 и клапана 12, контур регулирования расхода раствора антиоксиданта, состоящий из датчика 13, регулятора 14 и клапана 15, датчиков 16-19 температуры соответственно шихты, хлад- агента,. раствора полимера после первого и второго полимеризаторов 1 и 2, блоков 20 и 21 определения концентраций растворов полимера в пер" вом и.втором полимеризаторах 1 и 2 и блок 22 определения заданного расхода раствора антиоксиданта. При этом входы блока 20 определения концентрации раствора полимера в первом полимеризаторе соединены с выходами датчиков 4 и 16 температуры и расхода шихты, датчиков 17 и 18 температуры хладагента и раствора полимера после первого полимеризатора, а также с выходом датчи ка 7 расхода хладагента в первый полимеризатор. Выходы блоков 21 определения концентрации раствора полимера в последующих полимеризаторах соединены с выходами датчиков 4 расхода шихты, датчиков 7 расхода хладагента в рубашку соответствующего полимеризатора, датчиков 18 температуры раствора полимера после соответствующего полимеризатора ис выходом блока 20 определения кон- центрации раствора полимера в преды" дущем полимеризаторе. Выход последнего блока 21 определения концентра- ции раствора полимера соединен с первым входом блока 22 определения заданного расхода раствора антиоксиданта, второй вход которого связаи с датчиком 4 расхода шихты. Шихту, представляющую собой раствор мономера (изопрена) в растворителе (изопентане), подают последовательно в полимеризаторы 1 и 2, 5 где в присутствии катализатора осуществляют процесс полимеризации. . Раствор полимера из полимеризатора2 подают на смешение с растворомаитиоксиданта в смеситель 3 с целью О предотвращения явлений старениякаучука.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.По сигналу с датчика 4 регулятор 15 5 стабилизирует расход шихты, воздействуя на клапан 6.Регуляторами 8,и 11 по сигналамс датчиков 7 и 10 воздействием наклапаны 9 и 12 стабилизируются расходы хладагента соответственно в первый и,второй полимеризаторы 1 и 2,По сигналам с датчиков 4 и 16расхода и температуры шихты, с датчиков 7 и 17 расхода и температуры хлад агента, подаваемого в полимеризатор. 1, и сигнала с датчика 18 температуры раствора полимера после дегазатора 1 блок 20 формирует сигнал, соответствующий величине концентрации ЗО раствора полимера в полимеризаторе1. Формирование этого сигнала осуществляется путем решения системыдифференциальных уравнений материального и теплового балансов для полимеризатора 1.35Ио сигналам с датчика 4 расходашихты, датчика 10 расхода хладагента в дегазатор 2, датчика 17 температуры хладагента, датчика 19 темпе ратуры раствора полимера после дегазатора 2, а также по сигналу с выхо- .. да укаэанного блока 20 блок 21 формирует сигнал, соответствующий концентрации раствора полимера в полимеризаторе 2. Формирование этого сигналаосуществляется путем решения системыдифференциальных уравнений материального и теплового балансов для полимеризатора 2. Сигнал с выхода блока 21 определе"ния концентрации раствора полимерав дегазаторе 2 подают на вход блока22 определения заданного расхода раствора антиоксиданта. На другой вход 55 этого блока подают также сигнал сдатчика 4 расхода шихты,Сигнал с блока 22, соответствующий заданному расходу раствора анти"Патей 7"; г.Убого роектная, 4 ал оксиданта, поступает на регулятор 14, который по сигналу с датчика 13, воздействуя на клапан 15, приводит расход антиоксиданта к его заданному значению.Таким образом, используя.в предлагаемом устройстве информацию с датчиков расхода и температуры шихты, с датчиков температуры и расхода хладагента в первый и последующие полимеризаторы и температуры раствора полимера после полимеризаторов, определяют непрерывно концентрацию раствора полимера в первом, а затем и в последующих полимеризаторах, за счет чего добиваются повышения точности регулирования концентрации антиоксиданта в стабилизированном полимере. Уменьшение концентрации антиоксиданта в стабилизированном полимере приводит к увеличению скорости окисления полимера, а следовательно, ухудшает его физико-механические свойства, а увеличение - к перерасходу дорогостоящего антиоксиданта,что увеличивает в конечном счетесебестоимость готового каучука.В случае работы не двух, а трех Б или более полимеризаторов в батареесоответствующий вход блока определения концентрации раствора полимерав последнем полимеризаторе соединяется с выходом блока определения 10концентрации раствора полимера в первом полимеризаторе через блоки определения концентрации раствора полимера в полимеризаторах, расположенныХ между первым и последним полимеризаторами в полимеризационной батарее.При достаточном захолаживаниишихты подачу хладагента ко всем илиотдельным полимеризаторам не осу ществляют. За счет повышения точности регулирования концентрации антиоксиданта в стабилизированном полимере в предлагаемом устройстве посравнению с известным расход дифенил-и-фенилендиамина снижается с2,3 до 2,2 кг на 1 т каучука.