Способ управления процессом эмульсионной полимеризации стирола

льство С 236/06,ИЯ ПРОЦЕСИЗАЦИИ СТосится к МОЛАласт вод тру ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ(54) СПОСОБ УПРАВЛ ЭМУЛЬСИОННОИ ПОЛИМ (57) Изобретение о Изобретение относится к автоматизации процесса эмульсионной полимери. зации стирола в батарее реакторов и может быть использовано в производстве полистирольного латекса.Цель изобретения - стабилизация количества и размеров частиц латекса,На чертеже представлена схема данного способа управления процессом эмульсионной полимеризации стирола.Схема состоит из реакторов 1 - 3, насоса 4, трубопроводов 5 - 7 подачи олеата калия, инициатора, стирола соответственно, трубопровода 8 подачи реагентов в реактор 1, трубопро"а 9 подачи стирола в реактор 2,бопровода 10, соединяющего реак 1)5 С 05 0 27/00, С 08 Г 236/06, 236/10 автоматизации процесса эмульсионноиполимеризации стирола и может бытьиспользовано в производстве полистирольного латекса. Изобретение позволяет стабилизировать количество иразмеры частиц латекса, получаемогов батарее из 5 реакторов при подачестирола в первые два реактора, путемстабилизации разности температур полимеризата и хладагента на выходевторого реактора изменением расходастирола во второй реактор, изменениярасходов стирола, инициатора и эмульгатора в первый реактор пропорционально расходу стирола во второй реактори изменения расхода хладагента вовторой реактор в зависимости от температуры полимеризата на выходе извторого реактора. 1 табл., 1 ил. торы 1 и 2, трубопровода 11, соединяющего реакторы 2 и З,.трубопровода 12 на выходе батареи, трубопроводов13 и 14 подачи и вывода хладагента из реактора 2 соответственно, измерителя 15 расхода олеата калия и регулятора 16 расхода исполнительного механизма 17 на трубопроводе 5, измерителя 18 расхода инициатора и регулятора 19 расхода, исполнительного ,механизма 20 на трубопроводе б, измерителя 21 расхода стирола и регулятора 22 расхода, исполнительного механизма 23 на трубопроводе 7, измерителя 24 расхода стирола в реактор 2 и регулятора расхода 25, исполнительного механизма 26 на трубопроводе 9, 1575158измерителя температуры 27, полимериэата на трубопроводе 11 и регулятора,температуры 28, исполнительного механизма 29 на трубопроводе 13 подачихладагента, измерителя температуры20 на трубопроводе 1 ц, регулятора31 температуры, функционального блока 32 (ФБ 32) и функционального блока 33ОП р и м е р 1, Полимеризацию стирола осуществляют в батарее иэ 5реакторов (два последних реактора; условно не показаны) с подачей стирола в первые 2 реактора батареи.Появилось возмещение по расходу сти рола в реактор 2 вместо 3 ч л/ц48 л/ч, и в реактор 1 вместо 8,5 л/ц 12 л/ц), в результате чего иэмениласть температура на выходе реактора 2 до 58 С (Т,) измеритель 27температуры фиксирует изменение температуры, сигнал от измерителя 27температуры полимеризата поступаетна регулятор 28, откуда сигнал постудает на исполнительный механизм 29и ФБ 32,Регулятор 28 вырабатывает сигнална увеличение расхода хладагентаи увеличение температуры на ФБ 32.ФБ 32 сравнивает поступившие сигналы от измерителя 30 температурыхладагента (Т), регулятора (преобразователя) 31 и регулятора 28, созаданным значением Тд, равным 15 С,35д= (Т, - Т) - Тс,д == 58 - 38 - 15.= +5,Полученное рассогласование с ФБ 32 поступает на регулятор 25, в сторону уменьшения задания, в результате появившегося рассогласования на регулятор 24 контур: измеритель 21, регулятор 25, клапан 26 отраба тывает в сторону уменьшения расхода стирола.Как только измеритель 2 М расхода стирола во второй реактор фиксирует уменьшение расхода до 10 л/ц, проис ходит уменьшение сигнала с,измерителя 24, в результате цего уменьшается сигнал на регулятор (согласователь) 33, который, в свою очередь, уменьшает задания регуляторам 16 19, 55 22 пропорционально коэффициенту усиления, соответственно изменяя расходы до 80 л/ч, 12 л/ц, 1 О л/ч. В резуль рату.свы 8, посомуя м1 с ая еплоту а = 60 - а = 18 далее ФБ 32 сравнивает с заданнзначением 15, разница +3 , и Фвырабатывает сигнал регуляторамерения задания в сторону уменьрасхода стиролаВоздействие на регуляторы 1622 происходит как и в предыдущечае. Процесс управления будет пходить до тех пор, пока темперабудет равна заданному значениюности. Результаты представленытаблице.П р и м е р 2. Заданные знте же, что и в примере 1.Изменилась температура хладата на входе в реактор 2 с -1 О-15 С. В связи с инерционностьюта в первую очередь измерительфиксирует изменение температурывыходе вместо Т = 10 С в устаншемся режиме Т = 37 С и вырабает сигнал преобразователю 3 1,рый, в свою очередь, Формируетшенный сигнал для ФБ 32, которыйсравнивает сигналы, поступающиеизмерителя 27 и регулятора 28,ветствующие Т = 55 . В = Т 1о55 - 37 = 18 ., ФБ 32 сравниваес заданным Т = 15. а,= 15-3 , в результате ФБ 32 изменязадание регулятору 25 а сторонууменьшения расхода стирола, чтоводит к закрытию исполнительногханизма 26, Измеритель 21 Фиксиуменьшение расхода и изменяет эние регуляторам 16, 19, 26 черегулятор 33 в сторону уменьшенияхода стирола, инициатора и олекалия в реактор 1, После истечеопределенного времени иэмерителФиксирует уменьшение температур 325 изения слу- оисура азчения ендообъек.О на вивываотоменьот оотТ= его 8 =при- меует да- ре- рас- та ия 27по тате инерционности объекта темпра полимеризата продолжает возратать до Т = 60 С, измеритель 2рабатывает сигнал на регуляторгде он сравнивается с заданнымледний дает команду исполнительмеханизму 29 в сторону увеличенрасхода хладагента, одновременнрегулятора 28 поступает сигналФБ 32 где сравнивается с сигнализмерителя 30, преобразователясоответствующим Т -- 12 С, котовозросла в связи с увеличениемотдачи от полимеризата к хладаге5 157 лимериэата на выходе из реактора 2 Т 1 = 52 , сигнал от измерителя 27поступает на регулятор 28, который, в свою очередь, в результате полученного рассогласования от заданного вырабатывает сигнал на уменьшение расхода хладагента в реактор 2, одновременно с регулятора 28 поступает сигнал на ФБ 32, где он сравнивается с сигналом от измерителя 30, регулятора (преобразователя) 31 а= 5240 = 12, ФБ 32 сравнивает эту разность с заданным значением 15. д,=15-12 = +3 и вырабатывает сигнал на увеличение задания регулятору 25, который, в свою очередь, через исполнительный механизм 26 увеличит расход стирола в аппарат 2. Как только расход стирола увеличится, измеритель расхода 24 через преобразователь 33 изменит задание регуляторам 16, 19, 22 на увеличение расхода стирола, олеата калия и инициатора в реактор 2, В результате увеличения расхода стирола и уменьшения расхода хлад- агента температура на выходе из реактора 2 будет равна 40 С, измеритель 30 через регулятор - преобразователь 31 изменит разность температур в ФБ 32 д = 56 - 42 = 14, ФБ 32 сравнит с заданным значением 15о= 15 - 14 = +1 и выработает сигнал регулятора 25 в сторону увеличения задания, что приведет к увеличению расхода стирола в аппарат, а измеритель 24 через преобразователь-регулятор 33 увеличивает задание регуляторам 16, 19, 22 на увеличение расходов стирола, олеата калия и инициатора в реактор 1. Процесс регулирования будет происходить до тех пор, пока температура полимеризата из реактора 2 не будет равна заданной. В. таблице приведены технологические параметры, изменяющиеся при управле1575158 Размер латексТемлература, фС Слособло лримерам Расход, л/ч Количествлатексныхчастиц,1 Ойл Реактор 2 Реактор Реактор 2 ных частиц мкм Полиме- Разностьризат Хладагент Стирол Растворинициатора Стирол Растворолеатакалия Предлагаемый 1 0,66+0,07 0,6 0,17 0,70 0,65 1 ООт 3,5103959 Е100 10 8 8 9 9,518 12 14 15 80 60 68 12 2 3740 42 4 о Нзвест 55 52 56 55 100+4100+ 12,5 0,66+0,07 0,67+02 ный Среднеезначение 27 Ю24 2/ Составитель А.ГолландРедактор И,Сегляник Техред И.Ходанич Корректор И,РУскатЗаказ 1 У 81 Тираж бб 4 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьстссям прсс ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.сгарсссса, О 38 58 42 60 4763 55 67 45 58 42 56 40 55 20 18 16 12 с 3 11 15 121077,588,5 15121088,599,5 100 80 75 60 65 68 72 48 40 35 30 32 33 34 Среднее значение40 30 33 34 105 103 102 95 97 98 100 0,565 0,61 0,63 0,72 0,70 0,65