Способ регулирования процесса полимеризации этилена в крупнотоннажной установке

/02 6 05 0 27/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ФФд СОЮЗ СОВЕТСНИХт. - -.СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ- РЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Государственный всесоюзный центральный ордена Трудового Красного Зна.мени научно-исследовательский институт комплексной автоматизации(56) 1, Вольтер Б.В. и др. Автома-тизация производства полиэтилена,И ., ЦНИИТЭприборостроения, 1968,с. 38-45.2, Авторское свидетельство СССРИ 466247, кл. С 08 Г 2/00 1973(54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛИИЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА В КРУПНОТОННАЖНОЙ УСТАНОВКЕ, состоящей из трубчатого реактора и отделителей высокого и низкого давления, за" ключающийся в регулировании давления в реакторе путем воздействия на расход реакционной смеси после трубчатого реактора с коррекцией по тем.пературе в реакторе,. о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью пбвыщения точности.регулировайия пока- " зателя текучести расплава полимера; регулируют отнощение суммы расходов свежего этилена и этилена из отделителя низкого давления к расходу кислорода путем изменения расхода кислорода и корректируют данное: отнощение и давление в реакторе в Е зависимости от показателя текучести расплава полимера.Ф 1033Изобретение относится к автоматизации процессов полимеризации и мо" жет быть использовано при управлении крупнотоннажным процессом полимериэации этилена в трубчатом реакторе при высоком давлении в нефте- . химической промышленности.Известен способ управления процессом получения полиэтилена при высоком давлении, заключающийся в ста" в билизации, температуры и давления в реакторе полимеризации, определении оптимального отношения производительности процесса и среднего молекулярного веса получаемого поли" мера и воздействии, в зависимости от величины укаэанного соотношения, на температуру, давление в реакто" ре и на расходы газообразного и жид" кого инициаторов и химического .регулятора длины цепи полимера, а так" же регулирования молекулярно-массово-. го распределения полимера воздействием яа расход химического регулятора длины цепи полимера в реакторе 1 11, ;5 Однако известный способ не обеспечивает кацественных показателей полимера из-за сравнительно большого транспортного запаздывания при стабилизации Зтемпературного режима .процесса лолимеризации.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является спо.соб регулирования процесса полимеризации этилена в крупнотоннажной установке, состоящей из трубчатогореактора и отделителей высокого инизкого давления, заключающийся врегулировании давления в реакторепутем воздействия на расход реакционной смеси после трубчатого реакторас коррекцией по температуре в реак"торе Г 23,Недостатком известного способаявляется ограниченные воэможности в45отношении повышения точности регулирования .показателя текучести расплава полимера, так как им не предусмотрено измерения этого показателя и корректировке технологицескогорежима в зависимости от его величины.Целью. изобретения является повы- .шение точности регулирования показателя текучести расплава полимера.указанная цель достигается тем,что согласно способу регулированияпроцесса полимеризации этилена в 505 1крупнотоннажной установке, состоящей из трубчатого реактора и отделителей вшсокого и низкого давления, заключающемуся в регулировании давления в реактор путем воздействия на расход реакционной смеси после трубчатого реактора с коррекцией по тем" пературе в реакторе, дополнительно регулирует отношение суммы расходов свежего этилена и этилена от отделителя низкого давления к расходу няолорода путем изменения расхода кислорода и корректируют данное отношение и давление в реакторе в зависимости от показателя текучести расплава полимера.На чертеже показана блок-схема одного из вариантов системы регулирования.Система регулирования состоит из компрессора 1 первого каскада, компрессора 2 второго каскада, трубчатого реактора 3, отделителя 1 высокого давления, отделителя 5 низкого давления, датчика 6 расхода свежего этилена, датцика 7 расхода непрореагировавшего этилена из отделителя низкого давления 5, датчика 8 расхода кислорода, регулятора 9 отношения суммы расходов свежего этилена, поступающего на установку и непрореагировавшего этилена низкого давления, к расходу кислорода, клапана ,10 на трубопроводе кислорода, датчика 11 температуры в трубчатом реакторе 3, датчика 12 давления в трубчатом реакторе 3, регулятора 13 давления в трубчатом реакторе 3, клапана 1 ч. на потоке реакционной смеси после трубчатого реактора 3, датчика 15 показателя текучести расплава полимера и регулятора 16.Система работает следующим образом.С помощью датчика 12 давления в трубчатом реакторе 3 и Регулятора 13 давления регулируют давление в реакторе 3 путем воздействия на регулируаций клапан 14, температуру в трубчатом реакторе 3 измеряют с помощью датчиков 11 температуры, сигналы которых подают для коррекции на регулятор 13 давления. С помощью датчика 15 показателя .текучести расплава, расположенного после отделителя 5 низкого давления и регулятора 16 Регулируют давление,в реакторе путем коррекции задания давления регулятору 13 давления. Тем самым обеспечивается коррекция режима процес са полимеризации по контуру регулирования, характеризуемому максимальным быстродействием.Необходимость введения коррекции задания регулятору давления в зависимости от значения показателя текучести расплава полимера обусловлена тем, что вследствие наличия неконтролируемых возмущений-колебаний состава рабочего газа, подаваемого в трубчатый реактор 3 (из-за примесей: пропилена, метилена и т.д., являющихся передатчиками цепи полимеризации), имеют место значительные колебания (до 5 ОФ). значения показателя текучести расплава полимера. Чем выше содержание примесей,тем выше значение показателя текучести расплава и наоборот, С цельюоперативной компенсации этих колебаний производится коррекция задания регулятору давления, что приводит к изменению давления и его стабили- зации .на новом уровне и, как следствие, к изменению температурного режима в трубчатом реакторе 3. При повьвении значения показателя текучести расплава ( в результате коррекции задания регулятору давления ) снижается давление в реакторе, что приводит к снижению показателя текучести расплава полимера и наоборот.Зависимость, реализуемая регулятором 13, может быть представлена в виде коэффициента коррекции, Этот коэффициент характеризует величину коррекции задания при изменении показателя текучестирасплава (относительно заданного значения) на величину, равную О, 1 г/10 мин,С помощью датчика 6 расхода свежего этилена, датчика 7 расхода непрореагировавшего этилена из отделителя 5 низкого давления, датчика 8 расхода кислорода и регулятора 9 отношения, производится регулирование отношения между суммой расходов этилена, подаваемогс в реактор 3,и расходом кислорода.Введение новой регулируемой величины - отношение между суммой расходов этилена и расходом кислорода,обусловлено следующим. Колебаниястепени конверсии (производительности реактора) приводит к флуктуациям количества этилена, поступающего из отделителя низкого давления, Следствием этого являлись колебания 5 10 15 20 25 35 45 50 55 концентрации кислорода в рабочемгазе, цасто приводившие к нарушени"ям технологического режима и к получению некондиционного продукта,так как известно, что начальная концентрация кислорода наряду с давле"нием являются основными параметрами,определяющими процесс полимеризациии качество полимера. Контур регулирования построен таким образом, чтоконцентрация. кислорода на входе втрубчатый реактор 3 стабилизируетсянезависимо от колебаний расхода эти"лена, поступающего иэ отделителя низкого давления, Это обеспечиваетсятем, что при постоянной подаче све."жего этилена и при увеличении количества этилена, поступающего изотдепителя низкого давления, увели"чивается расход кислорода и начальная концентрация кислорода в рабочемгазе сохраняется на заданном уровне. При уменьшении количества этиле"на, поступающего иэ атделителя низкого давления, подача кислорода соответственно уменьшается, и нацальная концентрация кислорода в рабочемгазе, подаваемом на входе трубЧатого реактора, остается постоянной,Необходимость коррекции величины . отношения между суммой расходов этилена, подаваемого в реактор, и расходом кислорода в зависиюсти от величины отклонения показателя текучести расплава от заданного обусловлена следующим, Давление в трубчатом реакторе можно скорректировать в зависимости от величины показателя текучести расплава полимера на величину ие более 250 ать, так как в противном случае, получаемый продукт имеет плотность, отличающуюся от задаваемой технологическим"рег" ламентом, Коррекция величины отношения между суммой расходов зтилена, подаваемого в реактор, и расходом кислорода в зависимости от величины отклонения показателя текучести расплава от заданного реализуется такиа образом, что при увеличении величины показателя текучести расплава повышается указанная величина отношения и начальная концентрация кислорода:в рабочем газе, подаваемом в реактор, снижается. Это приводит к уменьшению температуры в трубчатом реакторе 3 и, как следствие, к снижению показателя текучести расплава. Наоборот, 3 1033505 б при уменьшении величины показателя нения показателя текучести распла" текучести расплава в результате кор- ва 0,2"7,0 г/10 мин, рекции укаэанное отношение уменьша- Использование предлагаемого спо" ется, начальная концентрация в ра" соба позволит повысить точность ребочем газе возрастает, температура в 5 гулирования показателя текучести реакторе повышается и, как следст- . расплава полимера путем коррекции вие,повышается показатель текучести величины давленияв реакторе, в зави" расплава.симости от показателя текучести расЗависимость для канала коррекции, плава полимера, а также путем регупо которой работает регулятор 9 мо О лирования отношения между суммой жет быть представлена в виде козффи" расходов этилена, поступающего в ре.- циента коррекции, Этот коэффициент актор, и расходом кислорода с цехарактеризует величину коррекции лью стабилизации начальной концензадания регулятору отношения в ППИ трации кислорода в рабочем газе, при(концентрация кислорода в зтилене, 15 чем указанное отношение аорректирувыраженная в весовых частях на млн, ется в зависимости от показателя тезадается теанолоФическим регламентом), кучести расплава. Предлагаемый спопри изменении показателя текучести соб позволяет стабилизировать в узрасплава относительно заданного эна- , . киа пределах показатель текучести чения на величину, равную 0,1 г/10 мин ро расYлааа и уменьшить выход неконЭтот коэффициент составляет Й"05 ППИ диционного продукта в среднем на (О, 1 г/10 мин) для диапазона изме- .12- 153.10 33505ИПИ Заказ 5555/25 Тираж ч 9 й Подписно филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,