Способ автоматического управления процессом синтеза полиэтилена при переходе с режима на режим

СОЮЗ СОНЕТСНИСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК 10/ 5 Р 27/00(7 1) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (72) В, В. Гапеев и А, Э,Софиев(56) Авторское свидетельство СССР У 500212, кл. С 08 Г 10/02, 1976,Технологический регламент процесса полимеризации этилена в трубчатом реакторе на установке "Полимер", - Новополоцк, ПО "Полимер", 1978, разд, 5, этап 6, с. 54-57(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СИНТЕЗА ПОЛИЭТИЛЕНА ПРИ ПЕРЕХОДЕ С РЕЖИМА НА РЕЖИМ (57) Изобретение относится к способу автоматического управления процессом синтеза полиэтилена при переходе с режима на режим и может быть использовано в нефтехимической промыш 9 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ АВТОРСНОМУ СВ ленности. Оно позволяет уменьшить выпуск низкосортного продукта при переходе с одной марки полиэтилена на другую на 15%. Способ реализуется САУ, включающей блок 9 распознавания производимой марки полиэтилена, блок 10 задания на переход с начальной марки на конечную, блок 11 определения целесообразности выпуска промежуточной марки полиэтилена и принятия решения по переходу, блок 12 формирования и реализации управления для перехода на выпуск промежуточной марки полиэтилена, блок 13 формирования и реализации управления на выпуск конечной марки полиэтилена, Эти блоки находят. оптимальную стратегию пе- рехода от исходной марки полиэтилена до конечной (с выпуском промежуточных марок) и реализуют ее путем изменения расходов модификатора, инициатора и реакционной массы из реактора, 2 табл. 2 ил,1 бИзобретение относится к автоматиации химико-технологических процесов и может быть использовано при правлении переходными режимами непрерывных химико-технологических5 . роцессов в многоассортиментных устаовках, в частности установках проязводства полиэтилена в нефтехимичесой промьппленности.10 Цель изобретения - уменьшение выска низкосортного полиэтилена при ереходе с режима на режим.На фиг. 1 показана блок-схема сис емы управления, реализующая способ 1а фиг, 2 - взаимное расположение основных показателей качества полиэтилена (плотности у и показателя текучести расплава ПТР) трех марок полиэтилена (1, 2, 3), поочередно и неоднократно производимых многоассортиментной установкой, а также приведены неоптимальная 4 и оптимальная 5-8 стратегии перехода с выпуска 25 ,марки 3 продукта на выпуск марки 1.Система автоматического управле,ния трубчатым реактором 1 состоит из датчика 2 расхода модификатора на входе в реактор, датчика 3 расхода 30 инициатора на входе в реактор датЭ чиков 4, 5 температуры (количество их определяется конкретными технологическими особенностями процесса) по длине трубчатого реактора, датчика 6 давления в трубчатом реакторе, датчика 7 показателя текучести расплава полиэтилена, датчика 8 плотнос;ти полиэтилена, блока 9 распознава,ния производимой марки полиэтилена, ,блока 10 задания на переход с начальной на конечную марку полиэтилена, блока 11 определения целесообразнос,ти выпуска промежуточной марки полиэтилена и принятия решения по перехо" ду, блока 12 формирования и реализа 45 ции управления для перехода на выпуск промежуточной марки полиэтилена, блока 13 Формирования и реализации управления для перехода на выпуск конечной марки полиэтилена, исполнитель 50 ный механизм 14 на линии подачи модификатора в реактор 1, исполнителькый механизм 15 на линии подачи инициатора в реакторе 1, исполнительного механизма 16 на выходе потока реакционной смеси из трубчатого реактора 1,Система автоматического управления трубчатым реактором работает следующим образом,В блок 10 вводят задание на переход с начальной марки на конечнуюмарку полиэтилена и параметры режимаполучения этой марки. Далее определяют с помощью датчика 2 расход модификатора, датчика 3 - расход инициатора на входе в реактор 1, датчиков 4, 5 - температуру реакционнойсмеси в реакторе, датчика 6 - давление в трубчатом реакторе, датчика7 - показатель текучести расплавапроизводимого полиэтилена, датчика8 - плотность производимого полиэтилена.Результаты измерений поступают вблок 9, где по значениям параметровраспознается номер производимой вданный момент марки полиэтилена. Целесообразность производства при переходе промежуточной марки полиэтиленаопределяется в блоке 11. В блоке 12формируется программа управления переходом с выработки исходной маркиполиэтилена на выпуск промежуточноймарки полиэтилена с плотностью и по"казателем текучести расплава промежуточными между значениями для исходной и конечной марками полиэтилена.Программа реализуется через исполнительные механизмы 14, 15, 16.В блоке 13 формируется программауправления переходом с выпуска промежуточной марки полиэтилена на выработку конечной марки полиэтилена,которая реализуется через исполнительные механизмы 14, 15, 16. Затемсистема автоматического управленияпроцессом перехода с производстваполиэтилена исходной марки на выработку полиэтилена конечной маркипрекращает работу.Работа системы автоматическогоуправления трубчатым реактором поФормированию управляющего воздействия на давление в реакторе, расходинициатора и расход модификатора иллюстрируется на следующем примере.Режимные границы значений параметров при производстве различных марок полиэтилена приведены в табл. 1.1399305 Таблица 1 Марки полиэтилена1 Параметры Э 16802-070 (2) Э 15802-020 (2) Э 17503-006 (1) Давление на входе в реактор, МПа 182-188 165-175 205-215 Максимальная температура в реакторе, фС 245-255 290-300 300-310 Расход инициатора в реактор, л/ч 130-170 630-770 1000-1200 Содержание модификаторар реакционной смеси,2,7-2,9 1, 1-1,5 7,6-7,8 Таблица 2 Выработка низкосортного полиэтилена, т Переходы 60 Э 168- Э 158 Э 158 - Э 175 Э 168 - Э 175 80 160 Выработка низкосортного полиэтилена при переходе с марки на марку (экспериментальные данные с установки) приведена в табл. 2. Переход с производства одной марки полиэтилена, например 3, на выпуск другой марки, например 1, достигается путем реализации такой стратегии управления, чтобы за время переходного процесса вместо некондиционного продукта, у которого совокупность плотности и показателя текучести расплава не соответствует ни одной из производимых марок, получить как можно больше полиэтилена одной, например 2, или нескольких промежуточных марок из заданного ассорфтимента производства.Пусть в начальный момент времени (фиг.2) на установке производится полиэтилен марки Э 16802-070 (3) при измеренных с помощью датчиков 2-6 давлении в реакторе - 170 МПа, мак 1симальной температуре в реакторе305 С, расходе инициатора в реактор -1100 л/ч и содержании модификаторав реакционной смеси 7,77В блок 10 вводится номер маркиполиэтилена Э 17503-006 (1), на производство которой нужно перевестипроцесс в реакторе, и параметры реЗ 0 жима получения этой марки: давлениев реакторе - 205 Мйа, максимальнаятемпература в реакторе 255 С, расходинициатора в реактор 170 л/ч, содержание модификатора в реакционной Зб смеси 2,87.В блоке 11 происходит проверка(но табл,2) возможности полученияменьшего количества низкосортногополиэтилена при выпуске какой-либо 40 промежуточной марки продукта при переходе с Э 16802-070 на Э 17503-006.В данном случае оказывается, что привыпуске промежуточной марки Э 15802- Э 15802-020 (2) суммарная выработка дб низкосортного полиэтилена равна140 т (60 т + 80 т) (стратегия перехода 5, 6, 7, 8), а при прямом переходе (стратегия перехода 4) - 160 т,Так как 160 ) 149, то в блоке 11 принимается решение о переводе процессана выпуск промежуточной марки полимера Э 15802-020. Выбирается оптимальная последовательность перехода:Переход (5) из начального состояния процесса к режиму производстваполиэтилена Э 16802-070 (3) с плотностью и показателем текучести расплава, ближайшими к параметрам маркиЭ 15802-020 (2), обеспечивающимся павлением в реакторе 175 МПа, максимальной температурой в реакторе ЗОООС, расходом инициатора в реакторе - 1000 л/ч, содержанием модификатора в реакционной смеси 7,6%, В процессе5 этого перехода низкосортный продукт не вырабатывается.Переход (6) с выпуска марки Э 16802-070 (3) на производство полиэтилена марки Э 15802-020 (2) плотностью и показателем текучести расплава, ближайшими к.параметрам марки Э 16802-070, обеспечивающнмся давлением в реакторе - 182 МПа, максималь ,ной температурой в реакторе - 300 С, расходом инициатора в реакторе 770 л/ч, содержанием модификатора в реакционной смеси - 1,5 . В процессе этого перехода вырабатывается низкосортный продукт.В блоке 12 рассчитываются соответ" ствующие каждому из этих переходов (5 и 6) величины изменения во времени: давления.в реакторе (+5 МПа и 25 +7 МПа соответственно), расхода инициатора в реактор (-100 л/ч и ,-230 л/ч), расхода модификатора, соответствующего изменению его концентрации (-0,1 . и -6, 1 ), Рассчитанные 30 управления выдаются на соответствующие исполнительные механизмы 14, 15, 16.При определении в блоке 9 (Фиг.1) момента установления в реакторе заданного режима производства марки полиэтилена Э 15802-020 в блоке 11 происходит проверка (по табл.2) возожности получения меньшего количества низкосортного полиэтилена при 40ыпуске какой-либо промежуточной чарки продукта при переходе с Э 15802-020 на Э 17503-006. В данном случае оказывается, что такой промежуточной марки полиэтилена нет, Тогда в блоке 11 принимается решение о прямом переводе процесса на выпуск конечной марки полиэтилена Э 17503-006.Переход (7) с режима выпуска мар,ки полиэтилена Э 15802-020, близкого к выработке марки полиэтилена Э 16802-070, к режиму, близкому к выработке конечной марки полиэтилена Э 17503-006, обеспечивающимся давле 55 Нием в реакторе 188 МПа, максимальной температурой в реакторе 290 С, расходом инициатора в реакционной смеси 630 л/ч, содержанием модификатора в реакционной смеси 1,5 . Впроцессе этого перехода низкосортныйпродукт не вырабатывается,Переход (8) с выпуска маркиЭ 15802-020 на производство полиэтилена марки Э 17503-006 с плотностьюи показателем текучести расплава,ближайшими к параметрам маркиЭ 15802"020, обеспечивающимся давлением в реакторе 205 МПа, максимальной температурой в реакторе 255 С,расходами инициатора в реакторе170 л/ч, содержанием модификатора вреакционной смеси 2,7 . В процессеэтого перехода вырабатывается низкосортный продукт. В блоке 13 рассчитываются соответствующие каждому из этих этапов (7, 8) величины изменения во времени: давления в реакторе (+6 МПа и + + 17 МПа), расхода инициатора в реактор (-140 л/ч и -460 л/ч), расхода модификатора, соответствующего увеличению его концентрации (+Ои +1,2%). Рассчитанные управления выдаются на соответствующие исполнительные механизмы 14, 15, 16,На этом работа системы автоматического управления переходом с режима на режим заканчивает свою работу. Выпуск низкосортного полиэтилена при этом уменьшается на 15 .оФормула изобретенияОСпособ автоматического управления процессом синтеза полиэтилена при переходе с режима на режим, заключающийся в программном по времени изменении давления в трубчатом реакторе, расходов модификатора и инициатора на входе в трубчатый реактор от состояния, соответствующего максимальной температуре, давлению в трубча" том реакторе и расходам модификатора и инициатора на входе в трубчатый реактор при производстве исходной марки полиэтилена в начальный момент времени, до состояния, соответствующего максимальной температуре, давлению в трубчатом реакторе и расходам модификатора и инициатора на входе в трубчатый реактор при выработке полиэтилена конечной марки в конечный момент времени, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью уменьшения выпуска низкосортного полиэтилена.Бутя Редакто овтин Заказ 2639/27 ираж 434 дарствен изобретеЖ,Подписноо комитета СССР ВНИИПИ Го по дела 113035, Москии и открыт аушская наб Проектная, 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг 139930 при переходе с режима на режим, дополнительно реализуется программное по времени поэтапное изменение давления в трубчатом реакторе, расходов модификатора и инициатора на входе в5 трубчатый реактор от состояния, соответствующего производству исходной марки полиэтилена, до состояния, соответствующего максимальной темпера 1 О туре, давлению в трубчатом реакторе и и расходам модификатора и инициатора на входе в трубчатый реактор при - производстве одной из марок полиэтилена со значениями вязкости ипоказателя текучести расплава, промежуточными между значениями исходнойи конечной марок полиэтилена, далее - от состояния, соответствующегопроизводству промежуточной марки полиэтилена, до состояния, соответствующего максимальной температуре,давлению в трубчатом реакторе и расходам модификатора и инициатора навходе в трубчатый реактор в конечныймомент времени при производстве конечной марки полиэтилена.