Способ управления процессом полимеризации

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКЕСПУБЛИК 7/О ЕНИ ВТОРСКОМУ СВИ ЬСТВ Усма-кин и Изобретение от матизации технолог изводства синтетич быть использовано в СКИ, СКД и других п и нефтехимическойобласти автороцессов проуков и может стве каучуков в химической н ности. осится к ческих и ских кау производ оизводс ромы шл ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО(56) Н,А.Исакова и др. Контроль производства синтетических каучуков. Л,: Химия, 1980,с. 100-101,Авторское свидетельство СССР1 ч. 1392072, кл. С 08 Р 136/04, 1986 .(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМПОЛИМЕРИЗАЦИИ(57) Использование; изобретение относитсяк области автоматизации технологическихпроцессов производства синтетического каучука и может быть использовано в производстве каучуков СКИ, СКД и др,производств химической и нефтехимической промышленности, Сущность: способосуществляется в присутствии комплексного двухкомпонентного катализатора, получаемого смешением компонентов всмесителе, путем измерения и регулирования показателя качества катализатора изменением расхода одного из компонентовкатализатора на стадии его приготовления,1763445 А(51)5 С 08 Р 136/04, С изменения расхода и температуры шихты, подаваемых в реактор полимеризационной батареи, а также измерения температуры в зоне реакции и определения активности катализатора. Для решения поставленной задачи дополнительно измеряют уровень в смесителе компонентов катализатора, определяющий общий расход компонентов катализатора в зависимости от расхода катализатора в реактор и изменения уровня катализатора в указанном смесителе, определяют активность катализатора в зависимости от измеренных значений расходов, концентраций шихты и катализатора, температуры в зоне реакции и температуры шихты и корректируют заданное значение показателя качества катализатора в зависимости от отклонения активности катализатора от его заданного значения. При этом с увеличением расхода катализатора в реактор и (или) умен ьшением уровня катализатора в смесителе увеличивают общий расход компонентов катализатора, а с увеличением активности катализатора увеличивают вели- чину показателя качества катализатора и наоборот, причем регулирование показателя катализатора осуществляют изменением соотношения расходов компонентов ката- лизатора воздействием на расходы обоих компонентов. 1 ил,Известен способ управления процессом полимеризации, заключающийся в приготовлении катализатора" с"оптимальным соотношением его компонентов воздействием на алюминиевый компонент, При этом оптимальным соотношением компонентовсчитается такое соотношение, которое обеспечивает минимальное время полупревращения мономера, которое характеризуется активностью катализатора, Поиск оптимального соотношения производят в лабораторных условиях по результатам ампульной полимеризации, а затем в соответствии с найденным значением соотношения готовят партию катализатора на промышленной установке.Недостатком известного способа управления процессом полимеризации является недостаточно высокое качество полимера, так как выбор оптимального значения соотношения компонентов катализатора осуществляется по результатам ампульной полимеризации один раз на всю партию катализатора, которая расходуется за 5 - 7 часов, Однако, оптимальное соотношение компонентов катализатора при непрерывном процессе полимеризации зависит от качества шихты, например, содержания примесей в ней, и поэтому должно корректироваться по результатам непрерывного процесса полимеризации. В способе применяется длительный и трудоемкий метод определения оптимального соотношения компонентов катализатора,Известен также способ управления процессом полимеризации, проводимый в присутствии комплексного каталиЗатора, получаемого смещением компонентов его, путем измерения показателя качества пол-. имера и регулирование его изменением расхода одного из компонентов катализатора на стадии приготовления катализатора.Недостатком известного способа является невысокое качество полимеризации, так как не учитываются расход и концентрация шихты и катализатора; температура шихты, показатель качества катализатора, влияющие на показатель качества полимера и на удельный расход катализатора на 1 т каучука.Целью изобретения является повышение качества полимера и снижение расхода катализатора,Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления процессом полимеризации, проводимом в полимеризационной батарее, включающем смешение двухкомпонентного катализатора в смесителе, измерение и регулирование показателя качества катализатора изменением расхода одного из компонентов, измерение расхода и температуры шихты, концентрации катализатора и шихты, подаваемых в реактор полимеризационной батареи, измерение температуры в зоне реакции и определение активности катализатора,дополнительно измеряют уровень катализатора в смесителе, определяеют общий расход компонентов катализатора взависимости от расхода в реактор и иэме 5 нения уровня катализатора в смесителе,определяют активность катализатора взависимости от измеренных значенийрасходов, концентраций шихты и катализатора, температуры в зоне реакции и10 температуры шихты и корректируют заданное значение показателя качества катализатора в зависимости от отклоненияактивности катализатора от ее заданногозначения, при увеличении расхода ката 15 лизатора в реактор и (или) уменьшениемуровня катализатора в смесителе увеличивают общий расход компонентов катализатора, с увеличением активностикатализатора увеличивают величину по 20 казателя качества катализатора и наоборот,На чертеже изображены смеситель компонентов катализатора 1, реактор 2, контуррегулирования расхода титанового компонента, состоящий из датчика 3, регулятора4, клапана 5, контур регулирования расходаалюминиевого компонента, состоящий издатчика 6, регулятора 7, клапана 8, датчик 9показателя качества катализатора, датчик10 уровня катализатора в смесителе 1, датчик 11 расхода шихты в реактор 2, датчик 12температуры шихты, датчик 13 концентрации шихты, датчик 14 расхода катализаторав реактор 2, датчик 15 концентрации катали 35 затора, датчик 16 температуры в зоне реакции, датчик 17 показателя качестваполимера и управляющая вычислительнаямашина (УВМ) 18.Алюминиевый и титановый компоненты40 катализатора подают в смеситель 1, Компоненты катализатора перемешиваются между собой за счет циркуляции смеси втрубопроводе, соединяющем куб и верхсмесителя 1, и за счет вращения мешалки,45 которой снабжен смеситель 1, Готовый катализатор из смесителя 1 подают в зонуреакции реактора 2, куда также подают шихту, представляющую собой 15-18-ныйраствор изоп рена в изопентане, В реакторе2 происходит реакция полимеризации, в результате которой осуществляется образование полимера.Реакционная смесь - полимериздат отводится из реактора 2 в следующий реакторполимеризэционной батареи.О скорости реакции полимеризации судят, например, по активности катализатора(периоду полупревращения мономера), которую обычно определяют по результатамампульной полимеризации изопрена,6 об = Ок + Кп 1 (Н д - Н),где Н"д - заданное значение уровня катализатора в смесителе 1;Кп 1- константа.По информации с датчиков 11 - 13 соответственно расхода бш, температуры Тш и концентрации Сш шихты, с датчиков 14 и 15 расхода Ок и концентрации Ск катализатора, а также с датчика 16 температуры Т в зоне реакции определяют активность катализатора тпол (период полупревращения мономера):Ок(ат+аа)(ва - ааО ) 1 5 г Св-аа т - тн,Р) где а 1 - аб - константы, определенные по экспериментальным данным,В случае отсутствия датчика 15 концентрации катализатора используют ручные вводы в УВМ 18 по результатам лабораторных анализов.Определяют отклонение Луппол найденной величины активности катализатора (времени полупревращения мономера) от его заданного значения Ьолзад: задЬ пол = Ьол - 1 пол(3) Корректируют начально-заданное значение Я показателя качества катализатора по формуле т Я = Яо+ Кп 2Ьпо+ Ки 2 Х Лаполб 14)Управление процессом полимеризации осуществляют следующим образом.Датчиками 3, 6, 9, 10 - 17 измеряют соответственно параметры: расход титанового компонента катализатора в смеситель 1, расход алюминиевого компонента катализатора в смеситель 1, показатель качества катализатора, уровень катализатора в смесителе 1, расход шихты, температуру шихты, концентрацию шихты, расход катализатора, температуру в зоне реакции, показатель качества полимера,Информацию от указанных датчиков вводят в УВМ 18.По информации с датчика 14 расхода 0катализатора в реактор 2 и с датчика 10 уровня Н катализатора в смесителе 1 определяют заданный общий расход боб д компонентов катализатора. в смеситель 1 по формуле:где Кп, Ки 2 - константы;с - время интегрирования;Взад - скорректированное значение заданного показателя качества катализато ра.Корректируют начально-заданное значение К соотношения компонентов катализатора, при этом используют информацию с датчика 9 показателя Я качества катализато ра: ком д = Кком + Кпз ( 5 зад - Я ) + т 1 5 + Киз ,) (З"д - З)сы,о(6) Определяют заданный расход бдзадалюминиевого компонента катализатора30задзад задобСигналы, пропорциональные заданнымрасходам Отзад и бд"д и компонентов катализатора, выдают с УВМ 17 соответственнона регуляторы 4 и 7, которые по информаци 35 ям с датчиков Зи 6 воздействуют на клапаны5 и 8, стабилизируя расходы компонентовкатализатора в смеситель 1,Таким образом, измеряя расход катализатора в реактор 2 и уровень катализатора40 в смесителе 1 и определяя по измереннымпараметрам заданный общий расход компонентов катализатора осуществляет согласование расхода катализатора на егоприготовление в смесителе 1 с расходом45 катализатора в реактор 2 и этим достигаютритмичности в подаче катализатора на процессе полимеризации, Определяя активность катализатора и корректируя взависимости от ее изменения значение показателя качества катализатора, а в зависимости.от последнего соотношение расходовкомпонентов катализатора, достигают повышения качества катализатора, т.е, получение катализатора с оптимальной55 активностью,Проверка способа управления в цехеполимеризации на ПО "НИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ" (г. Нижнекамск) и показалего эФфективность,где Кком"д - скоРРектиРованное значениезаданного соотношения компонентов ката лизатора.Определяют заданный расход титанового компонента катализатора по фор- муле1763445 Формула изобретения Составитель А.БолдыреТехред М.Моргентал ектор Н.Слободяник едактор Тираж ПодписноеИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 34 ВНИроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Точность регулирования компонентов катализатора возросла до 0,08 отн, ед, против 0,16 отн, ед. При этом улучшилось качество полимера до 1,07 ед. Муни против 1,73 ед, Муни. Кроме того, с увеличением активности снизилась дозировка катализатора на изопрен до 0,40 оотн, против 0,48 ф отн что приводит к экономии катализатора на 1 т каучука. Способ управления процессом полимеризации, проводимый в полимеризационной батарее, включающий смешение двухкомпонентного катализатора в смесителе, измерение и регулирование показателя качества катализатора изменением расхода одного из компонентов, измерение расхода и температуры шихты, концентрации катализатора и шихты, подаваемых в реактор полимеризационной батареи, измерение температуры в зоне реакции и определение активности полимера, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества полимера и снижения расхода катализатора, дополнительно измеряют уро вень катализатора в смесителе, определяютобщий расход компонентов катализатора, в зависимости от расхода в реактор и изменения уровня катализатора в смесителе, определяют активность катализатора в 10 зависимости от измеренных значений расходов, концентраций шихты и катализатора, температуры в зоне реакции и температуры шихты и корректируют заданное значение показателя качества катализатора в зависи мости от отклонения активности катализатора от ее заданного значения, при увеличении расхода катализатора в реактор и/или уменьшении уровня катализатора в смесителе увеличивают общий расход ком понентов катализатора, с увеличением активности катализатора увеличивают величину показателя качества катализатораи наоборот.