Способ управления непрерывным процессом полимеризации изопрена

(191 111 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОБРЕТЕНИ У ВИ ТЕЛ 3-05(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЬМПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ИЗОПРЕНА(57) Изобретение относится к автоматизации производства синтетическогокаучука и может быть использованов процессе полимеризации изопрена.Изобретение позволяет снизить расходкатализатора и мономера за счет того,что в каскаде реактора полимеризацииизопрена при стабилизированной температуре в первом реакторе изменениемрасхода комплексного катализатораминимизируют оптическую плотность,определяемую на длине оптическогосвета 600-900 нм, изменением расходаодного из компонентов катализаторана стадии приготовления катализатора3 ил., 3 табл.Изобретение относится к автоматизации производства синтетическогокаучука и может быть применено в процессе полимеризации иэопрена. 5Цель изобретения - снижение удельного расхода катализатора и мономераза счет более точного управленияпроцессом.П р и м е р 1. На фиг. 1 изображены графики зависимости оптическойПлотности полимеризата от соотношениякомпонентов.При достижении эквимолярного соотношения .компонентов, которое обеспечивает максимальную активность катализатора, оптическая плотность подимеризата достигает минимального,значения. Абсолютное значение оптической плотности зависит от концентрации полимера в растворе (кривые 1,2, 3 соответствуют разным значениямконцентрации) и может быть связано,например, с концентрацией изопренамономера в исходной шихте.На фиг. 2 показаны спектры поглощения полимеризата при.одинаковойКонцентрации полимера в нем, но раэНом составе катализатораКривая 1 соответствует избыткуалюминийорганического соединения,кривые 2, 3, 4 -избытку титановогокомпонента. В областях спектра ниже600 нм и выше 900 нм наблюдается за 1Метное поглощение от других факторо:в,что делает использование этих облас 35гей спектра неприемлемым,В области ниже 600 нм проявляетсязаметное влияние поглощения катализатора, а в области выше 900 нм наблю 40дается заметное влияние поглощениякомпонентов шихты.На фиг. 3 изображена блок-схемаустановки с управлением по предлагаемому способу.Технологическая установка (фиг.3)содержит полимеризационную батарею,состоящую из реакторов 1 и 2, трубопровод 3 для подачи шихты (раствораиэопрена), смеситель 4 для приготовления катализатора, трубопроводы 5и 6 для подачи компонентов катализатора на смещение, расходомеры 7 и 8и регулирующие клапаны 9 и 10, установленные на трубопроводах 5 и 6 со 55ответственно, насос 11, трубопровод12 подачи катализатора, расходомер 13и регулирующий клапан 14 на трубопроводе 12, датчик 15 температуры, изме-ритель 16 оптической плотности, регуляторы 17 расхода катализатора и 18расхода компонентов катализатора, Регулятор 18 регулирует соотношениекомпонентов шаговым поиском, минимизируя оптическую плотность.Непрерывныипроцесс полимеризацииизопрена осуществляют в каскаде (батарее) из двух реакторов 1 и 2, В реактор 1 по трубопроводу 3 подают шихту с расходом 30 т/ч, Концентрацияизопрена в шихте 15 мас,7. Заданнаяпо технологическому режиму температура в реакторе 1-45 С. Первоначальный расход катализатора, устанавливаемый регулятором 17 для поддержанияэтой температуры, составляет 19,7 л/ч,что в переводе на соотношение катализатормономер составляет 0,437,. Датчиком 16 оптической плотности на длине волны излучаемого света 800 нмизмеряют оптическуюплотность полимеризата на выходе иэ реактора 1 и с помощью регулятора 18 регулирующим клапанам 9 минимизируют значение оптической плотности путем изменения расхода алюминийорганического компонента. Максимальная длительность поискаминимума не превышает 15-20 мин. Температура в реакторе 1 возрастает прио,этом до 47 С и расход катализатора,подаваемого по трубопроводу 12, дополнительно корректируют в сторонууменьшения до восстановления температуры 45 С.Операции регулирования представлены в табл. 1.Аналогичные операции регулирования проводят кажцый час и за 8 ч (одну смену) определяют по израсходованным веществам удельный расход катализатора на тонну произведенного каучука и удельный расход изопрена-мономера. В данном случае расход катализатора составил 2,1 кг/т, а изопрена1,003 т/т. П р и м е р 2, Осуществляют непрерывный процесс полимеризации изопрена как в примере 1, но измерение оптической плотности проводят на длине волны 600 нм и минимизируют ее значение изменением расхода титанового компонента с помощью регулирующего клапана 10.Операции регулирования представлены в табл. 21392072 Удельный расход катализатора вэтом примере составил 2, 1 кг/т, аизопрена-мономера - 1,004 т/т.П р и м е р 3. Осуществляют непре Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я рывный процесс полимеризации изопрена как в примере 1, но измерение оп- Способ управления непрерывным тической плотности проводят на длине , процессом полимеризации изопрена в волны 900 нм и минимизируют ее значе- каскаде реакторов путем стабилизации ние изменением расхода алюминийорга температуры в первом реакторе изменического компонента. нением расхода комплексного катализатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,Операции регулирования представле- что, с целью снижения расхода катаны в табл. 3. лизатора и мономера, минимизируютУдельный расход катализатора в 15,оптическую плотность, определяемую этом примере составил 2,2 кг/т, а йа длине волны излучаемого света изопрена-мономра - 1,004 т/т. 600-900 нм, изменением расхода одноПредлагаемый способ управления го из компонентов катализатора на позволяет снизить расход катализато- стадии приготовления катализатора.Т а б л и ц а 1Параметры процесса полимеризации изопрена при регулировании расхода алюминийорганического компонентапо минимуму оптической плотности на длине волнысвета 800 нм ра на 0,5 кг/т, а изопрена-мономера -0,004 т/т. Соотношение комВ п/п Расходкатав Расход алюминииорганического ОптичесТемпература вреакторе, С кая понентов,А 1/Т 1 лизаплот- ность тора,л/ч компонента, л/ч 19, 7 0,96 19,7 0,9818,8 1,00 19,0 1,01 18,8 1,00 036 . 100 45 10,3 0,32 47 10,5 0,30 44 10,8 0,31 10,5 0,30 Таблица 2 Параметры процесса полимеризации изопрена при регулировании расхода титанового компонента по минимуму оптической плотности на длине волны света 600 нм г Расход катали оотноптичес- Расхо ая танов Темпера тура в реакторе, С тиние компо тора компонента, л/ч о ненто А 1/Т 1 л ч нос1392072 Продолжение табл.2 18,8 1,00 19,0 1,01 18,8 1,00 0,31 8,3 0,32 8,2 45 8,3 0,30 Т а б л и ц а 3 Параметры процесса полимеризации изопрена при регулировании расхода алюминийорганического компонента по минимуму оптической плотности на длине волны900 нм В п/п Расход СоотношеТемпература вреакторе, С ОптичесРасход алюминииорга нического ние компонентовА 1/Т 1. кая катализатора,л/ч плот- ность компонента, л/ч 21,0 1,04 20,5 1,02 20,0 1,00 19,5 0,98 19,8 1,00 11,0 0,32 10,5 0,31 46 10,2 0,30 45 0,30 6,4