Способ регулирования процесса инициированной полимеризации

Союэ СоветскикСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нн 954392Ъ 4 ц,(61) Дополнительное к авт, свид-ву 1(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийОпубликовано 30,08,82, Бюллетень Мо 32 Дата опубликования описания 30,08,82 эЗ)УДК 66.012-52(72) Авторизобретения Т,И. Исмаилов Научно-исследовательский и проектный институтпо комплексной автоматизации нефтяной и химическойпромышленности(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИНИЦИИРОВАННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ/Изобретение относится к способам регулирования процесса инициирован-. ной полимеризации и может быть использовано в производстве синтетического каучука.Известен способ регулирования процесса инициированной полимеризации, заключающийся в изменениях температуры реакционной смеси и расхода активирующего комплекса;в зависимости от степени конверсии мономеров Г 13Недостаток известного способа состоит в том, что при некоторых режимах заданное значение конверсии мономеров не может быть достигнуто изменениями только .температуры реакционной. смеси и расхода активирующего комплекса.Наиболее близким к предлагаемому является способ регулирования процесса инициированной полимериэации, заключающийся в стабилизации темпе ратуры в реакционной зоне и изменении расхода эмульгатора, подаваемого на вход батареи полимеризаторов, в зависимости от поверхностного натяжения латекса 23.Недостатком этогоспособа является низкое качество получаемого полимера по вязкости вследствие тЮго,что в нем не учтена одна из основныхпричин снижения активности процесса,вызванная дезактивацией инициатора,которая связана с возможным наличиемпримесей в реакционной смеси, чтонарушает скорость расходования иницициатора. Нежелательные последствиямогут вызвать не только уменьшение,но и увеличение концентрации инициатора выше допустимых пределов. Этоприводит ,. в частности, к обраэова"нн; значительных количеств полимера с низким молекулярным весом, что 15 вызывает ухудшение механическихсвойств конечного продукта.Цель изобретения - улучшение показателей вязкости полимера. 20 Эта цель достигается тем, что приспособе регулирования процесса инициированной полнмериэаыии, заключающемся з стабилизации температуры, в реакционной зоне и изменении расхода эмульгатора, подаваемого на вход батареи полимернзаторов, в зава- симости от поверхностного натяжения латекса, расход эмульгатора дополнительно корректируют в обратно про- З порциональной зависимости от кон,центрации инициатора в реакционнойсмеси, измеренной по крайней мере водном полимеризаторе батареи.На чертеже представлена схема ре. ализации способа,На схеме показаны полимеризатор 1трубопроводы эмульсии 2, инициатора3, эмульгатора 4, водной фазы 5,латекса 6, прямого хладоагента 7 иобратного хладоагента 8, чувствительные элементы 9-11 расхода эмульсии, инициатора и эмульгатора, регулятор 12 расхода эмульгатора, регулирующий орган 1,3 на трубопроводе эмульгатора, чувствительный элемент 14 для измерения температуры вреакционной зоне, регулятор 15 температуры, регулирующий орган 16, установленный на линии подачи прямогохладагента, анализатор 17 конверсии мономеров, анализатор 18 дляопределения концентрации иницнатора,анализатор 19 поверхностного натяжения латекса и вычислительный блок 20Способ осуществляется следующимобразом.На вход лолимеризатора 1 (полимеризационная батарея на схеме условнопоказана одним полимеризатором ) потрубопроводу 2 поступает эмульсия,состоящая из мономеров, инициатора,эмульгатора и водной фазы, причем вводную фазу входит модификатор ижелезотрилоновый комплекс, Реакционная масса по трубопроводу 6 выводится из цеха полимеризации в отделениенезаполимеризовавшихся мономеров.Для отвода тепла реакции полимеризации по трубопроводу 7 в полимеризатор 1 подают хладагент, которыйвыводится затем по трубопроводу 8.Расходы эмульсии инициатора и эмульгатора измеряют с помощью чувствительных элементов 9-11. Расход эмульгатора регулируют с помощью регулятора 12 и регулирующего органа13. Чувствительный элемент 14, регулятор 15 и регулирующий орган 16образуют контур регулирования температуры в реакционной зоне. Величину конверсии мономеров на выходе полимеризатора 1 измеряют анализатором17. Концентрацию ийициатора на выходе полимеризатора 1 измеряют с помощью анализатора 18,а поверхностное натяжение латекса - с помощьюанализатора 19,Система регулирования содержитвычислительный блок 20, к входу которого подключены датчики 9, 10, 11, 17, 18 и 19, измеряющие текущие значения расходов эмульсии, инициатора, эмульгатора, конверсии мономеров, концентрации инициатора и поверхностное натяжение латекса.Первоначально вычислительныйблок 20 определяет начальную концент рацию инициатора в системе Кч поформуле0 ККнач= 0 1эмгде С - расход инициатора;Ко в концентрация инициатора (может колебаться в пределах6-6,5 в зависимости от чистоты мономеров наличия примесей и т.д.);бз- расхоД эмульсии.В зависимости от значения Кндр изаданной конверсии устанавливаютзаданную концентрацию инициатора К 15 на выходе полимеризатора 1.ЗаДалее вычислительный блок 20 рассчитывает требуемый расход эмульгатора бзад па формуле20 эм а-ьК Ь аСгде ау - величина отклонения поверхностного натяжения латексаот номинала;лК - величина отклонения концент рации инициатора от номинала 1ьС - величина отклонения конверсиимономеров от номинала;щ,а,Ь - коэффициенты, равные соответственно 28, 11 и 09.Повышение концентрации инициатора на выходе первого полимеризатора свидетельствует об уменьшении прореагировавшей. его части, что приводит к уменьшению величины конверсиимономеров. Инициатор взаимодействует ,З 5. с активатором, создает активные центры, которые, попадая в дальнейшемвнутрь мицелл, образуют зародыши полимера. Повышение концентрации инициатора на выходе первого полимери затора свидетельствует также обуменьшении числа активных центров,что определяет необходимость уменьшения количества подаваемого эмульгатора с тем, чтобы наибольшее ко личество этих центров попадаловнутрь мицелл, где происходит образование полимерных частиц.Рассчитанное значение расходаГО,м в качестве задания поступает нагулятор 12, который изменяет положение регулирующего органа 13 дотех пор, пока текущее значение расхода нв станет равным заданному.Таким образом, наряду с изменением расхода эмульгатора в зависимости от поверхностного натяжениялатекса регулирующая система осуществляет корректировку расходаэмульгатора в обратно пропорциональной зависимости от отклоненияконцентрации инициатора в реакционной смеси от заданного значения,измеренного в полимеризаторе.Преимуществом предлагаемого способа перед известным является то, 65 что он позволяет повысить проиэводнтельность полимеризационной бата- . тери на 1 и способствует улучшению среднеквадратичного отклонения вязкости полимера по Муни до 5 ед. (в известном способе колебания могут достигать 15-20 ед.),Формула изобретенияСпособ регулирования процесса инициированной полимеризации, заключавшийся в стабилизации температуры в реакционной зоне и изменении расхода эмульгатора, подаваемого на вход батареи полимеризаторов, в зависимости от поверхностного натяжения латекса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения по каэателей вязкости полимера, расход эмульгатора дополнительно корректируют в обратно пропорциональной зависимости от концентрации инициатора в реакционной смеси, Измеренной по крайней мере в одном полимериэаторе батареи. Источники информации,0 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 170676, кл, С ОВ Г 2/00, 1964,2. Производство синтетического каучука. Технологический регламент15 Сумгаитского завода синтетическогокаучука. Сумгаит, 1975, с. 50-51Составитель В. ШуваловРедактор А. Огар Техред М.Коштура Корректор Г. Решетникж вввв вв те Фее вв Заказ б 363/20 Тираж 514. Подписное ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, З, Раушская наб., д,4/5 ев ееее евв в ев шюевевфилиал .ППП "Патентф г. Ужгород, ул.Проектная,4ППП е патент эак. З А "сг