Способ управления соотношением компонентов комплексного катализатора

Соеоэ Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 240778 (21) 2647260/23-26 В 01 3 37/04 С 05 Р 11/08 С 05 В 27/00// С 08 Р 4/42 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СООТНОШЕНИЕМ КОМПОНЕНТОВ КОМПЛЕКСНОГО КАТАЛИЗАТОРАИзобретение относится к области управления соотношением ксмпонентов катализатора в процессе его приготовления и может быть использовано, в частности, для управления соотношением компонентов катализатора для полимеризации изопрена.Известен способ определения эквимолярного соотношения компонентов комО плексного катализатора по минимальному значению дизлектирческой проница.емости реакционной смеси 1.Недостатком известного способа является низкая динамическая точность стабилизации соотношения компонентов катализатора, связанная с инерционностью поиска минимума дизлектричесф кой проницаемости, так как управляющее воздействие направлено на измене О ние концентрации во всем значительном реакционном объемеИзвестен способ регулирования, экзотермической реакции путем стабилизации стехиометрического соотноше- р 5 ния компонентов изменением потока одного из компонентов в зону предварительного смешения по уменьшению при ращения температуры в смесителе, в который подается поток недостающето компонента, до значения, близкого к нулевому значению 2.Недостатком известного способа является то, что при воздействии на один из потоков, подаваемых в зону предварительного смешения, не удается достичь требуемой статической точности стабилизации соотношения компо" нентов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления соотношением компонентов комплексного катализатора в процессе его приготовления путем смешения компонентов с заведомым недостатком между дифференциальными датчиками физического параметра катализатора (диэлектрической проницаемости), связанного:экртремальной зависимостью с соотношением компонентов и путем изменения расхода дополнительно подаваемого компонента по изменению разности показаний дифференциальных датчиков 3.Недостатком известного способа явЛяется низкая статИческая точность стабилизации соотношения компонентов, так как способ предусматривает управление по нулевому значению разностипоказаний дифференциальных датчиков.Установлено, что точность стабилизации заданного значения соотношениякомпонентов (соответствующего минимуму или максимуму зависимости физического параметра от соотношения компонентов катализатора) увеличивается,если управлять процессом не.по нулевому значению дифференциальной разнос(ти, а по нулевому или близкому к нулевому значению приращения разности1 Опоказаний дифференциальных датчиков.Цель изобретения - повышение точности стабилизации заданного значениясоотношения его компонентов.Поставленная цель достигается тем, 15что расход дополнительно подаваемогонедостающего компонента увеличивают,.в начале приготовления катализатораот нулевого значения до значения, прикотором приращение разности показаний 20дифференциальных датчиков достигаетминимальной заданной или нулевой величины,При этом стабилизируют заданноезначение максимальной разности показаний дифференциальных датчиков илизаданную величину расхода дополнительно подаваемого недостающего компонента катализатора изменением потока одного из компонентов, подаваемых в зону смешения компонентов катализатора.В качестве контролируемого физического параметра катализатора используют температуру или оптическуюплотность реакционной смеси.35На фиг. 1 приведены типичные графики зависимости физического параметраР от соотношения компонентов С = А/Б;на фиг, 2 - блок-схема системы управления соотношением компонентов комплексного катализатора.Иэ графиков видно, что для точного достижения заданного значения соотношения следует предварительно смешать компоненты с некоторь)м недостатком одного из них (точка 1), а затем дополнительно вводить недостающий компонент А до тех пор, пока раз-.ность Р(С) - Р(С 1) не достигает максимального значения. Практически безинерционный поиск этой максимальнойразности показаний дифференциальныхдатчиков изменением расхода компонента, вводимого между датчиками, является, одной из особенностей данногоспособа. 55Другая особенность заключается в.следующем.Для некоторых катализоторов важноне только с вы"окой точностью стабили, зировать данное стихиометрическое Ц)соотношение компонентов в конечныхпродуктах реакции, но и предварительно смешивать компоненты в соотношении, максимально близком к заданному, так как в противном случае д 5 при избытке или недостатке одного из них протекают нежелательные побоч" ные в ряде случаев необходимые реакции. Отсюда следует, что точка 1 должна быть по воэмэжности близкой к точке 11. Однако сделать разность Г(С )гГ(С 1) практически близкой к нулевой невозможно из-за реально ограниченной чувствительности датчиков или иэ-эа технической трудности точного дозирования дополнительно подаваемого недостающего компонента, величина расхода которого весьма невелика. В этом случае предпочтительно стабилизировать заданное значение максимальной разности показаний дифференциальных датчиков или значение расхода дополнительно подаваемого нецостающего компонента, вводимого между дифференциальными датчиками, что может. быть достигнуто изменением соотношения расходов компонентов в процессе предварительного смешения, например, эа счет изменения расхода одного из компонентов, подаваемых в зону Предварительного смешения компонентов,Способ осуществляется следующим образом.Компонент А и Б непрерывно подают по трубопроводам 1 и 2 в реактор 3 предварительного смешения. Расходы компонентов стабилизируют при помощи локальных автоматических систем регулирования (АСР), состоящих для компонента А из датчика 4, регулятора 5 расхода и клапана б, для компонента Б - из датчика 7, регулятора 8 расхода и клапана 9, для дополнительно подаваемого потока - из датчика 10, регулятора 11 расхода и клапана 12.Дополнительный поток недостающего компонента вводят между дифференциальными датчиками 13 и 14, измеряющими диэлектрическую проницаемость реакционной смеси. Разность показаний дифференциальных датчиков измеряют прибором 15, выход прибора соединен .с экспериментальнымрегулятором 16 и логическим функциональным устройством 17 (на вход устройства может быть аналогично подключен датчик 10 расхода.Система управления работает следующим образом.В реактор 3 подают 9,5 л/мин ком- . понента А и 10 л/мин компонента Б с концентрацией 100 г/л обоих, расходы компонентов стабилизируют при помощи локальных АСР. Увеличивают от нулевого значения расход недостающего компонента, вводимого между датчиками 13 и 14, подавая импульсы на увеличение расхода от экстремального регулятора 16 на вход регулятора 11 расхода. Импульсы подают с шагом 0,01 л и с интервалом 15 с. Сигнал на выходе прибора 15 начинает увеличиваться от нулевого значения до максимально возможного. При этом приращение сигнала прибора 15, вычисляемое экстремальным регулятором 16 на каждомшаге увеличения расхода недостающего компонента, постепенно уменьшается от максимального значения до значения, близкого к нулевому. Это объясняется 5 переходом от крутого участка экстремальной зависимости к пологому участку. По достижении минимального заданного или нулевого значения приращения сигнала от прибора 15, регу- (О лятор 16 прекращает выдавать импульсы на увеличение. расхода регулятору11.Логическое функциональное устройство 17 включается в работу после прек ращения измененная сигнала прибора 15 ,и сравнивает величину максимальной разности показаний датчиков 13 и 14 (4,Е) с заданным, В случае отклонения ьй от заданного значения производится корректировка расхода компонента А путем изменения при помощи устройства 17 задания регулятору 5 (или аналогичнодля компонента Б - регулятору 8) . Все изложенные выше операции управления после достижения цели управления 15 прекращают, при этом расход компонента А, подаваемого между датчиками 13 и 14 равняется 0,5 л/мин.При изменении концентрации одного из компонентов, например, при увели- ЗО ,чении концентрации компонентов Б дозначения 120 г/л, на выходе реактора 3 начинает уменьшаться соотношение С = А/Б и точки С 1 и С 2 на графике 1 перемещаются влево. Крутизна характе- З 5 ристики увеличивается и возрастает величина дб, при этом включается в работу функциональный блок 17, который увеличивает задание регулятору 5 до тех пор, пока величина дС не вернется к первоначальному значению. В результате расход компонента А, подаваемого на предварительное смешение составит 11,5 л/мин.Точность стабилизации соотношения компонентов катализатора при помощи данной системы управления определяется точностью работы экстремаль"ного регулятора и в принципе.определяется величиной одного шага изменения расхода компонента А, подаваемого между датчиками 13 и 14, т.е, величиной в 0,01 л, что составляет 0,1 соотношения.Следует отметить, что операции управления, предусматриваемые данным способом, можно использовать как в начальной стадии процесса приготовления катализатора, так и в период всего процесса. Для этого необходимо периодически (например 1 раз в ч)60 уменьшать расход дополнительно подаваемого компонента до нулевого значения или до любой величины (например 10-20 от начального значения) и затем повторить все операцир управленияТаким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность стабилизации соотношения компонентов катализатора. За счет этого повышается активность катализатора, что позволяет снизить его удельный расход на 2,5.Ориентировочный годовой эффект от использования данного способа для завода производительностью 100 тыс.тонн каучука в год составит 25 тыс.,руб. Формула изобретения1. Способ управления соотношениемкомпонентов комплексного катализатора путем смешения компонентов с заведомым недостатком одного из компонентов, дополнительного введения недостающего компонента между дефферен"циальными датчиками физического параметра катализатора, контроля соот"ношения по экстремальной зависимости физического параметра от соот"ношения компонентов с помощью диффе"ренциальных датчиков и измерения рас" хода дополнительно подаваемого компонента по изменению разности показанийдифференциальных датчиков, о т л ич а ю щ и й с я тем, что с цельюповыщения точности стабилизации соотношения компонентов катализатора,расход дополнительно подаваемого недостающего компонента увеличиваютв начале приготовления катализатораот нулевого значения до значения, прикотором приращение разности показаний дифференциальных датчиков достигаетминимальной заданной или нулевой величины.2. Способ по и. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что стабилизируютзаданное значение максимальной разности показаний дифференциальных датчиков или заданную величину расхода дополнительно подаваемого недоста" ющего компонента катализатора изменением соотношения расходов компонентов, подаваемых в зону смешения.3. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качествеконтролируемого физического параметра катализатора используют температуру или оптическую плотность реакци-, онной,смесиИсточники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР306766, кл. 6 01 М 27/22, 1969.2. Авторское свидетельство СССР 9 226559, кл. В 01 Р 3/08, 1967.3. Авторское свидетельство СССР 9 388660, кл. 0 01 Ц 27/00, 1971.1749422 ф/б едак р П.Мака ректор Г. Решетн ПодписноеР Заказ 4391 ГСд) ЕГО Гс, ГГСд Составитель Т,ЧулкоТехред М,Петко Тираж 809рственного комитета Сэобретений и открытийа, Ж, Раушская наб. ЦНИИПИ Госуда СС по делам и 3035, Москв р дилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4