Способ контроля плотности реакционной среды в химическом реакторе периодического действия

(19) 01 М 9 24 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ия Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт химической физикиАН СССР и Московский автомобильнодорожный институт(56) Уваров Б.А. Кинетические закономерности полимеризации пропилена врежиме полного заполнения реактора.:Дисс, КХН, - М., 1981, с. 40.Патент США У 3257363, кл. 26088.2, 1961,54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЛОТНОСТИ РЕАКЦИОННОЙ СРЕДЫ В ХИМИЧЕСКОМ РЕАКТОРЕ ЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ(57) Изобретение относится к исследованию- физических свойств веществ,а именно к определению плотности илиудельного веса материалов. Цельюизобретения является повышение информативности определения плотности реакционной полимерной среды за счетобеспечения возможности определенияместонахождения и направления движения центра повышенной плотности. Приконтроле плотности реакционной полимерной среды в химическом реакторепериодического действия измеряют интенсивность двух коллимированных пучков-излучения, прошедших черезреакционную среду. Местонахождениецентра повышенной плотности определяют по отношению интенсивностей пучков-излучения, а направление д жения - по изменению этого отнош во времени. 1 ил.135Изобретение относится к области исследования Физических свойств веществ, а именно к определению плотности материалов путем наблюдения за прохождением излучения или потоков элементарных частиц через материал, и может быть использовано в системе автоматического управления процессом полимеризации, регулирования производительности автоклавного реактора и контроля качества получаемого полимера.Цель изобретения - повышение информативности определения плотности неоднородной реакционной полимерной среды за счет обеспечения возможности определения местонахождения и направления центра повышенной плотности.На чертеже схематично показан реактор, снабженный средствами контроля, поясняющий осуществление предлагаемого способа.Детекторы 1 и 2 расположены с внешней стороны стенки реактора Э, Схема 4 регистрации выдает сигнал на регулирование расхода на входе 5. Расстояние между детекторами 1 и 2 выбирается в зависимости от разрешающей способности детекторов. Расстояние от детекторов до источника 6 равны между собой. Центр 7 повышенной плотности может появиться в любом месте внутреннего объема реактора (на чертеже снизу от детекторов).Показания скорости счета Н, первого.и И второго детекторов определяются средней плотностью реакционной массы, каждый на своем участке контроля в соответствии с известным законом ослабленияИ, =11 еЫ =Иеогде И, - начальная скорость счета отисточника, имп./с;- коэффициент поглощения гамма-излучения, см/г;Й - расстояние от источника додетектора, см;- средние плотности материала,находящегося между источником и первым и вторым детектором, г/см3Следствием этого закона является то, что каждому значению средней плотности среды соответствует одно показание детектора, а значит и оп 4063ределенное отношение этих показаний. По значению измеренного отношения М/112 судят о величине А рассогласования плотности на участках контроля О, первого и 1 второго каналоврегистрацииЬ=1, -=1 с 1 п 11, /11где 1 с=-р Й.При определении значения рассогласования Ь о плотности через показания детекторов возможны три случая.Знак рассогласования может быть положительным (й( О, отрицательным (б)с 0)и равным нулю (ь=О). Рассогласованиеравно нулю в случае равенства показанийобоих детекторов. Это может произойтиили при равномерном распределении плотности в контролируемом объеме, илипри появлении центра повышенной плотности в плоскости на одинаковом расстоянии от двух каналов регистрации.В последнем случае начальная криваяповеденияплотности в процессе поли 2 б меризации отличается от известнойтеоретической.При положительном рассогласовании(Л =,-рО) показание Н, первогодетектора меньше скорости счета Б З 0 регистрируемой вторым детектором,так как6 =, -,= в й 1 п -2 Такая информация говорит о наличиинеравномерности в распределении плотности в контролируемом объеме. Причем центр 7 повьшенной плотности находится ближе к первому детектору, 40так как плотность на его участке больше, чем на участке контроля второго,цетектора. Аналогично при отрицательном рассогласовании, Контроль плотности неоднородной реакционной полимерной среды происходит на основаниипериодического определения значенийС по указанным уравнениям. Для обоихканалов инФормации, (детекторов) строятся зависимости С =Ю(Т ) и С =Е(Г,; ).50При равномерном распределении полимера ход этих зависимостей известени одинаков для обоих детекторов. Вмомент времени С; экспериментальные1значения Сд и С сравниваются си, пг55соответствующими значениями на теоретической кривой Сп, г.(") и Сп 2:1(С; ). Если экспериментальные значения равны и повторяют теоретическиезначения, концентрация полимера из13540 во времени,меняется равномерно и процесс полимеризации развивается нормально. В этом случае происходит анализ следующих показаний детекторов в момент времени51 ФНесоответствие экспериментальных и теоретических значений С хотя бы в одном детекторе говорит о наличии неравномерности, однако наличие двух детекторов позволяет определить бли же к какому из каналов регистрации находится центр повышенной плотности, т.е, о его местонахождении относительно линии контроля говорит знак рассогласования экспериментальных 15 значений Ьв обоих каналах определено из уравнений (1). Величина этого рассогласования несет информацию о направлении движения центра повышенной плотности, Производная рассо гласования по времени говорит о скорости увеличения неоднородности.Таким образом, применение двухканальной регистрации дает возможность получать информацию.о процессе изме нения состояния реакционной полимерной среды на всем протяжении полимериэации. Согласно способу возможно примене ние двух и более каналов регистрации путем увеличения количества детекторов и изменения геометрии измерения. При этом нахождение мест наиболее вероятного появления неравномернос- З 5 ти в объеме реактора позволяет оптимизировать количество каналов регистрации и места установки детекторов.Изобретение позволяет повысить информативность при определении плот ности неоднородной полимерной среды, что обеспечивает более высокое качество получаемого полимера иэ-за воз 63 4можности своевременного устранения неоднородности реакционной массы.Способ также обеспечивает более оптимальный режим работы реактора по производительности. Появляется возможность доводить плотность полимера досвоей верхней границы еще внутри реактора. В настоящее время это происходит на стадиях дальнейшей обработкиполимера, а не в реакторе. Невозможность вести полимеризацию до концаобусловлена отсутствием надежногоконтроля состояния реакционной полимерной среды. Способ может болееполно по сравнению с известными решить задачу, повысив тем самым эффективность управления процессом полимериэации. Формула изобретения Способ контроля плотности реакционной среды в химическом реакторе периодического действия, заключающийся в измерении интенсивности коллимированного пучка-излучения, прошедшего через реакционную среду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности определения плотности неоднородной реакционной полимерной среды за счет обеспечения воэможности определения местонахождения и направления движения центра повышенной плотности, измеряют интенсивность двух коллимированных пучков-излучения, прошедших через реакционную среду, о местонахождении центра повышенной плотности судят по отношению интенсивностей пучков-излучения, а о направлении движения центра повышенной плотности - по изменению этого отношения1354063 Составитель В. КсензовРедактор И. Горная Техред М.Ходанич рректор М. Варош каэ 5685/37 . Тираж 776 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССР 5 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и 1 130