Способ автоматического управления процессом полимеризации изопрена

с присоединением заявки РЙ Геауддрстванвй комитет СССР до делам изобретений и открытий(53) УДК 66.012 - -52(088.8 . Дата опубликования описания 25.10.80(71) Заявитель Ордена Трудового Красного Знамени специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения научно-технического объединения АН СССР2изопрена в батарее последовательно сое- диненных реакторов путем регулирования молекулярно - массового распределения и весового содержания фракций полимера воздействием на расход каталитического комплекса, при наличии отклонения весового содержания высокомолекулярной фракции полимера на выходе последнего реактора батареи от заданного значения регулируют его величину воз - 1 Одействием на расход регулятора молекулярной массы на входе в батарею, при/наличии отклонения весового содержания низкомолекулярной фракции полимера на выходе последнего реактора батареи от 15заданного значения регулируют его величину путем изменения температуры реакционной смеси во втором и последуюших реакторах воздействием на расход хладагента в рубашки реакторов, а при наличии отклонения весового содержания среднемолекулярной фракции полимера нв выходе последнего реактора батареи от заданного значения регулируют его веИзобретение относится к автоматизации процессов полимеризашщ и можетбыть использовано в производстве синтетического каучука.Известен способ автоматическогоуправления процессом полимеризацииизопрена в батарее последовательно соединенных реакторов путем регулирования молекулярно-массового распределения и весового содержания фракций полимера воздействием на расход каталитического комплекса .1.Известный способ обладает ограниченными возможностями в отношения уменьшения разброса вязкости и пластичностиполимера из-зв значительного запаздывания при отработке регулирующего воздействия через промежуточный параметрпроцесса,Цель изобретения - уменьшение разброса вязкости и пластичности полимера,Указанная цель достигается тем, чтов известном способе автоматическогоуправления процессом полимеризации(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ," г - ,.ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ИЗОПРЕНАФ",":,:, .:т рЖ3 77личину изменением расхода каталитического комплекса на входе в батарею и изменением температуры реакционной смеси в первом реакторе батареи воздействием на температуру шихты на входе вбатарею и расход хладагента в рубашкупервого реактора.На чертеже показана блох-схема системы управления, .реализующей способ.Способ автоматического управленияпроцессом полимеризации изопрена осуществляют следующим образом.Батарея реакторов может состоятьиз двух реакторов 1 и 2, соединеннныхпоследовательно, жидкостного хроматографа 3, установленного на выходе батареиреакторов и присоединенного к управляющей вычислительной машине 4, датчиковтемпературы реакционной смеси в реакторах (на схеме не показаны), контуралокальной стабилизации расхода регуляторамолекулярной массы (водорода), состоящего из датчика 5 расхода, регулятора 6,клапана 7, контура локальной стабилизации расхода каталитического комплекса,состоящего из датчика 8 расхода, регулятора 9 , клапана 10, контура локальнойстабилизации расхода шихты, состоящегоиз датчика 11 расхода, регулятора 12,клапана 13, контура локальной стабилизации расхода хладагента, поступающегов рубашку реактора 1, состоящего из датчика 14 расхода, регулятора 15, клапана 16,контура локальной стабилизациирасхода хладагента, поступающего в рубацпсу реактора 2 (на схеме не показан) и контура стабилизации температу -ры шихты, состоящего из датчика 17и регулятора 18. Датчики и регуляторысоединены с управляющей вычислительноймашиной 4,Процесс полимеризации осуществляетсяв батарее последовательно соединенныхреакторов 1 и 2, В первый реактор батареи подается шихта (раствор иэопрена визопентане с концентрацией приблизительно 15%), регулятор молекулярной массыполимера (водород) и каталитическийкомплекс. Реакционная смесь проходитпоследовательно оба реактора батареи.Тепло отводится через рубашки реакторовхладагептом. 30484 щей вычислительной машины 4. Информация о расходах водорода, каталитического комплекса и хладагента поступает в управляющую вычислительную машину 4 от дат"чиков 5, 8, 11 и 14 расходов, соответственно. Информация о температуре шихты поступает в управляющую вычислительную машину 4 от датчика 17 температуры шихты Информация о температуре 15 20 25 30 35 40 45 50 Расходы водорода, каталитического комплекса и хладагента стабилизируются с помощью регуляторов 6,9, 12 и 15,соответственно Температура шихты стабилизируется с помошью регулятора 18. Управляющие сигналы на изменения заданий регуляторам поступают от уйравляюреакционной смеси в первом и втором реакторах поступает в управляющую вы- числительную машину 4 от датчиков температуры (на схеме не показаны).Молекулярно-массовое распределение полимера контролируется при помощи жидкостного хроматографа 3, непосредственно связанного с управляющей вычислительной машиной 4, Одновременно определяется весовое содержание высокомо- лекулярной, низкомолекулярной и средне- молекулярной фракции полимера, Весовое содержание фракций полимера рассчитывают в соответствующих диапазонах молекулярных масс полимера. Например, . весовое содержание высокомолекулярной фракции рассчитывают в диапазоне молекулярных масс полимера от 900000 до 5000000, весовое содержание среднемолекулярной фракции рассчитывают в диапазоне молекулярных масс от 200000 до 900000, весовое содержание ниэкомолекулярной фракции полимера рассчитывают в диапазоне молекулярных масс полимера от 30000 до 200000.Если весовое содержание высокомолекулярной фракции полимера превышает заданное (например, 30%), то управляютдая вычислительная машина 4 увеличивает:задание регулятору 6 расхода регулятора молекулярной массы (водорода) пропорционально величине отклонения весового содержания высокомолекулярной фракции полимера от заданного значения; если же весовое содержание высокомолекулярной фракции полимера меньше.заданного то управляющая вычислительнаямашина 4 уменьшает задание регулятору 6 расхода регулятора молекулярной массы пропорционально величине отклонения весового содержания высокомолекулярной фракции полимера от заданного значения. Если весовое содержание низкомолекулярной фракции полимера превышает заданное (например 20%), то управляющая вычислительная машина 4 уменьшает задание регулятору расхода хладагента, поступающего в рубашку реактора 2 батареи, При этом температура реакционной смеси в реакторе повышается, Повышение тем5 7736 пературы реакционной смеси в реакторе 2 осуществляется пропорционально величине отклонения весового содержания низко- молекулярной фракции,от заданного значения, если же весовое содержание низко- молекулярной фракции полимера от заданного значения оказывается меньше заданного, то управляющая вычислительная машина 4 увеличивает задание регулятору расхода хладагента, поступающего в ру башку реактора 2. При этом температура реакционной смеси в реакторе 2 понижается. Понижение температуры реакционндй смеси осуществляется пропорционально величине отклонения весового содержания низкомолекулярной фракпии полимера от заданного значения.Если весовое содержание среднемолекулярной фракции полимера превышает заданное (например 50%), то управляющая 2 О вычислительная машина 4 уменьшает задание регулятору 15 расхода хладагента, поступающего в рубашку реактора 1 батареи, и увеличивает задание регулятору 18 температуры шихты на входе 2 Б в батарею. При этом температура реакционной смеси в реакторе 1 батареи повышается. Одновременно управляющая вычислительная машина 4 увеличивает задание регулятору 9 расхода каталитического ЗО комплекса на входе в батарею. Повышение температуры реакционной смеси в реакторе 1 батареи и увеличение расхода каталитического комплекса осуществляется пропорционально величине отклонения весового содержания среднемолекулярной фракции полимера от заданного значения. Если же весовое содержаниесреднемолекулярной франции полимера: меньше заданного, то управляющая вычисО лительная машина 4 увеличивает задание регулятору 15 расхода хладагента, поступающего в рубашку реактора 1 батареи, и уменьшает задание регулятору 18 температуры шихты на входе в батареию, При этом температура реакционной смеси в реакторе 1 батареи пойижается.Одновременно управляющая вычйслительная машина 4 уменьшает задание регулятору 9 расхода каталитического комплекса о 48 6.на входе в батарею, Понижение температуры реакционной смеси в реакторе 1батареи и уменьшение расхода каталитического комплекса осуществляется пропорционально величине отклонения весового содержания среднемолекулярнойфракции полимера от заданного значения,Формула изобретения Способ автоматического управленияпроцессом полимеризации изопрена в батарее последовательно соединенных реак- .торов путем регулирования молекулярно-массового распределения и весового содержания фракций полимера воздействиемна расход каталитического комплекса,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью уменьшения разброса вязкостии пластичности полимера, при наличииотклонения весового содержания высокомолекулярной фракции полимера на выходе последнего реактора батареи от заданного значения регулируют его величину воздействием на расход регуляторамолекулярной массы на входе в батарею,при наличии отклонения весового содержания низкомолекулярной фракции полимера на выходе последнего реакторабатареи от заданного значения регулируют его величину путем изменения температуры реакционной смеси во второми последующих реакторах воздействиемна расход хладагента в рубашки реакторов, а при наличии отклонения весовогосодержания среднемолекулярной фракцииполимера на выходе последнего реакторабатареи от заданного значения регулируютего величину изменением расхода каталитического комплекса на входе в батареюи изменением температуры реакционнойсмеси в первом реакторе батареи воздействием на температуру шихты на входев батарею и расход хладвгента в рубашку первого реактора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 536195, кл. С 08 Г 136/06, 1974.773048 Составитель Л. АлександТекред Ж Кастелевич ектор В едактор Т. Портная Закаэ 7425/3 ал ППП Патент, г. Ужгоро ектная, 4 О Тираж 549 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушсхая наб,; д. 4/5