Способ управления процессом двухступенчатой дегазации пипериленового синтетического каучука

(54) СПОСОБ УПРА ДВУХСТУПЕНЧАТО РИЛЕНОВОГО СИН КА(57) Использование: автом ризационных процессов в Я ПРОЦЕССО ЗАЦИИ ПИП ЕСКОГО КАУЧ ВЛЕНИ Й ДЕГА ТЕТИЧ изация полимефтехимической р( юепЪ Изобретение отции полимеризациожет быть использнефтехимической прИзвестен спососом водной дпредусматривающиры в дегазаторе, возра в зависимости отуглеводородной фазотбора пробы парочасти дегазатора. втоматизасов и моической и ти.я процескаучука, емпературасход пая водной и ого путем з верхней носится к анных процеовано в химомышленноб управлениегазациии изменениядействие насоотношени, определяемвой смеси и треб учит рату рера регул ост яетс оцесса воднои регулирования газатора пародега темп ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Воронежское опытно-конструкторСкое бюро автоматики Научно-производственного объединения "Химавтоматика" и Тольяттинское производственное объединение "Синтезкаучук"(56) Авторское свидетельство СССР М 1141097, кл. С 08 С 2/06, 1985.Технологический регламент по производству синтетического каучука пипериленового, г. Тольятти, 1988.(51)5 О 05 О 27/00, С 08 С 2/О промышленности. Сущность изобретения; предложен способ управления процессом двухступенчатой дегазации. Изобретение позволяет снизить затраты электроэнергии и повысить качество пипериленового синтетического каучука в процессе двухступенчатой дегазации каучука с подачей пара и топливного газа на вторую ступень дегазации за счет того, что дополнительно измеряют содержание углеводородов С 5 в полимеризате, поступающем в дегазатор первой ступени, оптическую плотность дегазированного полимера после второй ступени и содержание толуола в нем, корректируют температуру на выходе из дегазатора первой ступени по измеренному значению содержания углеводородов С 5 и регулируют по измеренному значению оптическую плотность полимера воздействием на расход пара в дегазатор второй ступени, а расход топливного газа в дега- затор второй ступени регулируют с коррекцией по измеренному значению содержания толуола, 1 табл 1 ил. Способ не обеспечивает необходимыхований к качеству СКОП, поскольку не вает показателя цветности и темперы вспышки, а также приводит к песходу пара из-за неэффективного ирования его подачи.Наиболее близким по технической сущи к предполагаемому изобретению явя:пособ регулирования прзации каучука путем ературы на выходе из девой ступени, подачи пара в дегазаторы и топливного газа в дегазатор второй ступени,Однако данный способ не обеспечивает необходимых требований к качеству СКОП (олигопипериленового каучука) и приводит к перерасходу энергозатрат,Целью изобретения является Снижение энергозатрат и повышение качества целевого продукта.Указанная цель достигается тем, что в известном способе, предусматривающем подачу пара в дегазаторы и топливного газа в дегазатор второй ступени и регулирование температуры на выходе из дегазатора первой ступени, дополнительно измеряют содержание углеводородов Сь в полимеризате, поступающем в дегазатор первой ступени, оптическую плотность дегазированного полимера после второй ступени и содержание толуола в нем, корректируют температуру на выходе из дегазатора первой ступени по измеренному значению содержания углеводородов СБ, регулируют по измеренному значению оптическую плотность воздействием на расход пара в дега- затор второй ступени и регулируют расход топливного газа в дегазатор второй ступени с коррекцией по измеренному значению содержания толуола.На чертеже приведена принципиальная схема системы управления, реализующей предлагаемый способ. Процесс дегазации СКОП осуществляют в дегазаторе 1 трубчатого типа (первая ступень), в дегазаторе 2 с мешалкой (вторая ступень), Подогретый в аппарате 1 до температуры около 130 С полимеризат поступает в сепаратор 3, где происходит разделение жидкой и газообразной фазы. Газообразная фаза содержит, в основном, углеводороды Сб (пиперилен, изоамилены), а жидкая часть, (основной продукт) сливается в аппарат 2, где поддерживается температура около 115 С,С верха аппарата 2 отбираются отогнанные примеси (толуол, димерная пипериленовая фракция), а дегазированный полимер (СКОП) выводится через боковой штуцер,Система управления процессом включает клапаны 4 и 5 на линиях подачи пара соответственно в межтрубное пространство аппарата 1 и в рубашку аппарата 2, регулятор 6 подачи топливного газа в аппарат 2 с датчиком 7 и клапаном 8, регулятор 9 температуры на выходе из аппарата 1 с датчиком 10, анализатор состава 11 на линии подаваемого в аппарат 2 полимеризата, анализатор состава 12 и калориметр 13 на линии дегазированного полимера, На схеме показаны также реализованные в управляющей 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 микро ЭВМ 14 функциональные блоки 15- 19,П р.и м е р 1 (до возмущения). Исходный полимеризат в количестве 2 т/ч с концентрацией углеводородов Сь в размере 10 мас.и толуола в размере 7,5 мас,подается в трубчатый дегазатор 1. В межтрубное пространство аппарата 1 непрерывно подается водяной пар в количестве 0,4 т/ч, за счет тепла которого в сепараторе 3 происходит разделение жидкой и газообразной фаз. Газовая фаза содержит, в основном, углеводороды Сь, Температура на входе из аппарата 1 устанавливается равной 128 С,Жидкая фаза (основной продукт) из сепаратора 3 непрерывно поступает в дегазатор 2 с мешалкой. В рубашку аппарата 2 подается водяной пар в количестве 0,25 т/ч, с верха аппарата отбираются примеси(толуол, димерная пипериленовая фракция), Для улучшения качества дегазации в аппарат 2 снизу подается топливный газ в количестве 80 мч, Через боковой штуцер аппарата 2 отводится дегазированный полимер, который имеет следующие характеристики:цветность по иодометрической шкале 60 мг 12/дл концентрация толуола 3,5 мас,температура вспышки 36 СРассмотрим работу схемы при воздействии возмущения.П р и м е р 2 (после возмущения), Состав полимеризата, подаваемого на дегазатор 1, изменился (при неизменном общем расходе 2 т/ч); концентрация углеводородов С увеличилась с 10 до 13,5 , а толуола - с 7,5 до 9,4,В результате возмущения количество продуктов, которые необходимо дегазировать, возрастает. Блок 17 по формуле (1) вычисляет новое задание для регулятора 9 температуры на выходе из аппарата 1:= 128+ 1,14(13,5 - 10) = 132 С,где Тощ, Х - среднее значение;К 1 - настроечный коэффициент, равный 1,14.При этом регулятор 9 увеличивает расход пара в аппарате 1 до 0,51 т/с.В результате возмущения начинаюттакже увеличиваться содержание толуола в дегазированном полимере и оптическая плотность полимера. Блок 18 по формуле (2) корректирует задание для регулятора 6 расхода топливного газа в аппарат 2 (увеличение подачи топливного газа улучшает процесс дегазации);Озад = 6 здд + Кг(% - Уд) =1741115 20 9,4 30 50 где У"Р - предельное значение концентрации толуола, равное установившемуся значению до возмущения;К 2 - настроечный коэффициент, равный160; 5У - концентрация толуола, которая после окончания переходного процесса в новом установившемся режиме принимаетзначение, равное 3,6.Одновременно блок 19 корректирует 10подачу пара в аппарат 2 по ПИ-закону регулирования, обеспечивая стабильность оптической плотности полимера, и доводит этотрасход с 0,25 до 0,26 т/ч,В результате переходного процесса в 15системе устанавливается новый технологический режим;расход полимеризата(нагрузка) 2 т/чконцентрация углеводородов С 5 в полимеризате 13,5концентрация толуолав полимеризатетемпература на выходе аппарата 1 132 Срасход пара в межтруб-ное пространство аппарата 1 0,51 т/чрасход пара в рубашкуаппарата 2 0,26 т/чрасход топливного газав аппарате 2 96 м /чцветность полимерапо иодометрической 35шкале 60 мг 32/длконцентрация толуолав полимере 3,6%температура вспышкиполимера 35 ОС. 40В таблице представлено сравнениепредложенного и известного способов управления, иллюстрирующее эффективностьзаявленного способа,Изобретение обладает отличиями от известных решений, в том числе от прототипа и рядом преимуществ.Предлагаемая коррекция температуры на первой ступени дегазации по составу полимеризата обеспечивает достаточную степень отделения углеводородов С 5 при минимальном перегреве полимеризата. Непосредственное регулирование цветности по замеру оптической плотности обеспечивает требуемое качество продукта. Регулирование расхода топливного газа с коррекцией по составу полимера обеспечивает требуемое ограничение по температуре вспышки полимера с минимальным потреблением топливного газа. В результате использование предлагаемого способа исключает получение бракованного СКОП и позволяет поддерживать энергозатраты на минимальнонеобходимом уровне.Формула изобретения Способ управления процессом двухступенчатой дегазации пипериленового синтетического каучука путем регулирования температуры невыходе из дегазатора первой ступени; подачи пара вдегазаторы и топливного газа в дегазатор второй ступени, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения качества целевого продукта, дополнительно измеряют содержание углеводородов С 5 в полимеризате, поступающем в дегазатор первой ступени, оптическую плотность дегазированного полимера после второй ступени и содержание толуола в нем, корректируют температуру на выходе из дега- затора первой ступени по измеренному значению содержания углеводородов С 5 и регулируют оптическую плотность полимера воздействием на расход пара, подаваемого в дегазатор второй ступени, а подачу топливного газа в дегазатор второй ступени корректируют по измеренному значению содержания толуола.1741115 Установившееся значение после возм енияУстан. значение до возмущения Параметр процесса предлагаемый способпрототип Концентрация углеводородов Сь вполимеризате,мас. оКонцентрация толуола в полимеризате,мас. %Нагрузка на установку, т/чТемпература на выходе аппарата1,ОСРасход пара в междутрубное пространство аппарата 1, т/чРасход пара в рубашку аппарата2, т/чРасход топливного газа в аппарат2,м /чЦветность полимера по иодометрической шкале, мг 2/длКонцентрация толуола в полимере,мас %Температура вспышки полимера, С 13,5 13,5 10 9,4 2,0 9,4 2,0 7,5 2,0 128 128 132 0,51 0,4 0,4 0,26 0,32 0,25 96 80 80 100 60 60 3,6 35 4,5 29 3,5 36 Составитель А, ГолландСамерханова Техред М.Моргентал аксимиши Редакто ррек Заказ 2085 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035; Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ьский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарин оизводственно-и