Способ управления процессом растворной полимеризации бутадиена

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик о 11937466(22) Заявлено 301230 (21) 3227798/23-05 с присоединением заявки М 151 М. Кл.з С 08 Г 136/066 05 0 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий=52 (088. 8 ) Дата опубликования описания 230682(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАСТВОРНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ БУТАДИЕНАИзобретение относится к управлению производственными процессами, в частности к способам управления процессом растворной полимеризации бутадиена при получении стереорегулярног го полибутадиенового каучука, и может быть использовано в химической и нефгехимической промышленности.,Известен способ регулирования не- прерывного процесса полимеризации путем воздействия на расход компонентов каталитического комплекса в зависимости от промежуточного параметра, например от температуры в зоне, реакции, конвер ии мономера или вязкости полимеризата, а задание на этом параметре корректируют в зависимости от отключения качественного показателя полимера, например вязкости, от заданного значения 1Однако этот способ обладает недостатками, так как стабилизация одного из промежуточных параметров недостаточна для стабилизации процесса полимеризации в целом.Известен также способ управления процессом растворной полииериэации бутадиена на комплексном катализаторе, состоящем из алюминиевого и титанового компонентов, при раздельном введениии компонентов в зону реакциипутем стабилизации температуры вэтой зоне, измерения среднего молекулярного веса или вязкости по Мункполимера, а также его пластичностии воздействия при отклонении первых .двух параметров от номинального значения на расход алюминиевого катализатора, а при отклонении третьегопараметра от номинального значенияна расход титанового компонента катализатора 2).Недостатком этого способа являетсяневысокое качество стабилизации вязкости каучука по Муни в конце процесса Нз-за большого транспортного за-:паздывания в контурах управления, вслучае проведения процесса полимериэации в батарее последовательно установленных полимернэаторов.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является способ управления процессом растворнойполимеризации бутадиена, проводимом 25 в батарее последовательно установленных полимеризаторов, при подачеуглеводородной шихты в первые дваполимериэатора и. компонентов катализатора: галогенидов титана н триизобу тилаллюминия - в первый полимериэа,9374 бб Расход бутадиена 2,5 1 0,5 т/ч, растворителя 18 + 2,5 т/ч. Распределение шихты: 60 н первый и 40 во второй раекторы, Процесс протекает в присутствиии комплексного катализатора, образующегося непосредственно в реакционной среде.На выходе второго реактора 2 л измеряют концентрацию полимера в реакционной средне Си с помощью автоматического жидкостного рефрактометра (вес.З).и вязкость реакционной среды,М с помощью нибрационного низкочастотного вискоэиметрав пуазах.Определяют количество заполимериэовавшегося мономера в первых двух реакторах К по формулеС 100(1)ш Кгде С - концентрация шихты, которуюопределяют расчетным путем по расходам бутадиена С и растворителя С под р формуле, вес.В:С100(2) С + С д р Определяют время прохождения реакционной массы через третий и последующие реакторы до поступления на выход батареи Т по формуле(4) Конверсию мономера К стабилизируют на заданном значении изменением расхода галогенидов. титана. П р и м е р. Исходные продукты процесса полимериэации - бутадиен (концентрация не ниже 99% ) и растноритель (толуол ) - предварительно охлажденные соответственно до температур (-10 ) 2 и (-25) + 5 С, непрерывно подают на вход смесителя 1. Образующуюся полимериэационную шихту распределяют в заданном соотношении между двумя первыми по ходу процесса реакторами полимеризационной Ратареи, 65 тор путем изменения расхода налоге= нидон титана в зависимости от конверсии мономера, Согласно этому способуобеспечивается поддерживание на за-:. данном знач.:.1 ии вязкости реакционной ,среды и концентрации н ней полимера (конверсии ) в голонной части полимериэационной батареи 3Однако стабилизация указанных про" межуточных параметров не всегда обеспечивает поддержание на заданном эна-)О чении вязкости каучука по Муни в конце процесса. Обусловлено зто тем, , что на вязкость по Муни полимера в конце процесса Йолимеризации оказывает сильное влияние изменение конверсии Й мономера в головной части батареи,Цель изобретения - улучшение однородности полимера по вязкости.Эта цель достигается способогл управления процессом растворной поли мериэации бутадйена, проводимом в батарее последовательно установлен- ных полимеризаторон, при подаче углеводородной шихты в первые два полимеризатора и компонентов катализатора - галогенидов Титана и триизобутилалюминия н первый полимеризатор путем изменения расхода галогенидов титана в зависимости от конверсии мономера, измеряют на выходе второго полимеризатора вязкость реакционной среды и концентрацию полимера определяют конверсию мономера и время пребывания ракционной массы в третьем и последующих полилеризаторах, по полученным значениям физико-химических параметров определяют прогнозируемое значение вязкости по Муйи полимера на выходе батареи полимеризаторов и в зависимости от полученного значения корректируют расход триизобутилалю О миния. На чертеже представлена блок-схема, реализующая предлагаемый способ.Блок-схема содержит смеситель 1, 45 раекторы 2( - 2 л, датчики расходов бутадиена 3, растворителя 4, триизобу" тилалюминйя 5 и галогенидов титана б, а также вискозиметр 7, рефрактометр 8, вычислительное устройство 59 9, регуляторы вязкости по Муни 10, конверсии 11, расходов триизобутил алюминия 12 и галогенидов титана 13. Т (3) где 6 - количество подаваемой реакционной массы, м э/ч;Ч - объем полимеризаторов, мПо указанным параметрам определяют на выходе второго реактора значение вязкости по Муни, которое будет иметь голмер на выходе батареи по истечении времени Т, по формуле М = 13,1,0- 1,71 С - 0,184 К + Прогноэируемое значение вязкости по Муни полимера, рассчитанное по формуле (4), сравнивается с заданным значением вязкости полимера по Муни на батарее(М ).Если разнйца между ними больше по абсолютному значению наперед заданной величины Е, то осуществляется воздействие на расход триизобутилалюминия. При этом если М-МЗ)Е,то расход триизобутилалюминия увеличивают, если М-МсЕ - то уменьшают. Значение Е устайавливают исходя из точности регулирования вязкости по Муни.Если диапазон регулирования ее 44-48 ед, то Е = 0,25, если 42-50, то Е = 0,5, 937466Определение значений величин осу= ществляют с помощью вычислительного устройства 9. Первый выходной сигнал устройства поступает на вход регулятора 10, выходной сигнал которого используют в качестве задания регулятору расхода триизобутилалюминия 12, на вход которого поступает сигнал от датчика 5.Второй выходной сигнал с устройства поступает на вход регулятора 11, вы ходной сигнал которого поступает в качестве задания регулятору расхода га-, логенидов титана 13, на вход которого поступает сигнал от датчика 6.В процессе экспериментальной про верки способа достигнуто повышение качества полимера за счет уменьшения диапазона изменения вязкости по Муни каучука в конце процесса, Диапазон изменения вязкости по Муни уменьшился,с 38;55 до 43-49 ед. Достигнуто повышение конверсии мономера в среднем на 1,5. Внедрение способа позволит исключить образование некондиционного (вязкость по Муки ниже 40 и выше 50 ед ) каучука, повысить производительность процесса. За счет повышения конверсии мономера достигнуто уменьшение расхода толуола, подаваемого на полимеризацию, для получения 1 т каучука на 0,6 т.Формула изобретенияСпособ управления процессом растворной полимеризации бутадиена, про Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское 9 388666, кл. С 2. Авторское 9 402527, кл. С ЗАвторское Р 413785, С 08 тотип ), свидетельство СССР08 Г 2/00, 1970.свидетельство СССР08 Е 136/06, 1972.свидетельство СССРГ 136/04, 1974(проводимым в батарее последовательноустановленных полимериэаторов, приподаче углеводородной шихты в первыедва полимериэатора и компонентовкатализатора - галогенидов титана итриизобутилалюминия в первый полимеризатор путем изменения расхода галогенидов титана в зависимости от конверсии мономера, о г л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшенияоднородности полимера по вязкости,измеряют на выходе второго полимеризатора вязкость реакционной среды иконцентрацию полимера, определяютконверсию мономера и время пребыва"ния реакционной массы в третьем ипоследующих полимериэаторах, но полу-.ченным значениям Физико-химическихпараметров определяют прогнозируемое значение вязкости по Муни поли- "мера на выходе батареи полимериэаторов и в зависимости от полученногозначения корректируют расход трйиэобутилалюминия.9374 бб Составит Техред А едактор Н.Рогу Зака он И скенно етен 5,Ра филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная, 4 Уущадюе РаееЬ Троя 5 Пцоге 4373/32 ,Ткр ВНИИПИ Гос по деЛам 113035,Моск