Устройство автоматического управления процессом растворной полимеризации

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1763356(22) Заявлено 280278 (21) 2585647/23-26 с присоединением заявки М С 08 Г 2/00С 05 О 27/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открыти йДата опубликования описания 150980 Д.М. Лепский, С.Н. Хусаинов и В.М. ЧернякРйГе(72) Авторы изобретения Специальное конструкторское бюро 1 таучно-производственного объединейия Нефтехимавтоматика(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАСТВОРНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ 1Изобретение относится к области автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано в процессах полимеризации олефинов в среде жидкого мономера. 5Известно устройство автоматического управления процессом растворной полимеризации, содержащее датчики расхода и концентрации, установленные на линии подачи мономера в реак тор, и датчики расхода и концентра-, ции, установленные на линии отвода непрореагировавшего мономера, связанные через блоки умножения со входами блока определения скорости реакции, 15 другой вход которого соединен через блок дифференцирования с датчиком температуры, установленным в реакторе. Выход блока определения скорости реакции через блок сравнения сое динен с регулятором расхода катализатора Ц .Недостатком известного устройства является низкая точность регулирования концентрации полимера в реакционной зоне, поскольку не учитывается колебание плотности жидкого мономера при.изменении соотношения температур и давлений в реакторе и в линии подачи мономера в реактор. 30 2Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство автоматического управления процессом растворной полимериэации, содержащее датчики температуры и давления, установленные в реакторе и на трубопроводе подачи мономера в реактор, соединенные со входами блока коррекции, при этом один иэ входов блока коррекции соединен с блоком определения скорости реакции, выход блока коррекции через блок сравнения соединен с первым входом регулятора расхода, второй вход и выход регулятора расхода катализатора соединены. соответственно с датчиком расхода каталиэафора и с исполнительным механизмом, установленными на трубопроводе подачи катализатора в реактор.При этом на линии выгрузки суспенэии из реактора установлен датчик расхода, связанный с блоком определения скорости реакции 2.Известное устройство не обеспечивает достаточной производительности процесса полимериэации, поскольку измерение расхода суспензии на выходе из реактора осуществляется со значительной в ряде случаев ошибкой, которая определяется тем, что суспенбО65 зия может сильно изменить. свойствадатчика расхода эа счет налипания полимера на поверхности датчика приконтактном способе. измерения, а прибесконтактном способе измерения ошибка возникает эа счет изменениясвойств суспензии при изменении вней объемной доли полимера. Целью изобретения является пОвышение производительности процесса полимеризации за счет увеличения точности регулирования.Указанная цель достигается тем, что известное устройство автоматичес. кого управления процессом растворной полимеризации, содержащее датчикитемпературы и давления, установленные в реакторе и на трубопроводе подачи мономера в реактор, соединенные со входами блока коррекции, выходкоторого через блок сравнения соединен с первым входом регулятора расхода катализатора, второй вход и выходрегулятора расхода катализатора соединены соответственно с датчиком расхода катализатора и с исполнительным механизмом, установленными на трубопроводе подачи катализатора в реактор, блок определения скорости реакции, снабжено блоком коррекции скорости реакции и датчиком концентрации полимера, установленным в реакторе, при этом первые и вторые входы блоков определения и коррекции скорости реакции соединены с датчиками концентрации полимера и температуры, выход блока коррекции скорости реакции соединен с третьим входом блока определения скорости реакции, а выход блока определения скорости реакции соединен с третьим входом блока коррекции.На фиг. 1 показана блок-схема устройства управления процессом растворной полимеризации; на фиг. 2 блок-схема блока коррекции скорости реакции.Устройство управления процессом растворной полимериэации содержит датчик 1 температуры и датчик 2 давления, установленные на трубопроводе 3 подачи мономера в реактор 4, .в котором установлены датчик 5 температуры, датчик 6 давления и датчик 7 концентрации полимера. Выход датчика 5 температуры соединен с первым входом блока 8 коррекции скорости ре акции, второй вход которого соединен с датчиком 7 концентрации полимера,а выход блока 8 коррекции скорости реакции соединен с третьим входом блока 9 определения скорости реакции, второй и первый входы которого соединены соответственно с датчиком. 7 концентрации полимера и с датчиком 5 температуры. Выход блока 9 определения скорости реакции соединен с первым входом блока 10 коррекции,второй вход которого соединен с датчиком 5 температуры, третий входс датчиком 6 давления, четвертыйвход - с датчиком 1 температуры, пятый вход - с датчиком 2 давления.Выход блока 10 коррекции черезблок 11 сравнения соединен с первымвходом регулятора 12 расхода, второйвход которого связан с датчиком 13расхода, установленным на трубопроводе 14 подачи катализатора в реактор 4. На трубопроводе 14 также установлено исполнительное устройство 15,связанное с выходом регулятора 12расхода.Блок 8 коррекции скорости реакциисодержит блок памяти 16, выходы которого связаны с первым входом блока17 определения ошибки концентрацииполимера, с первым входом. блока 18определения ошибки температуры в реакторе и со входом блока 19 опреде-.20 ления концентрации катализатора вреакционной зоне, выход которого связан с первым входом коммутатора 20 исо вторым входом блока 17 определения ошибки концентрации полимера, а д также со вторым входом блока 18 определения ошибки температуры в реакторе. Третий вход блока 17 определения ошибки концентрации полимерачерез первый усилитель 21 связан спервым входом сумматора 22, а выходблока 18 определения ошибки температуры в, реакторе через второй усилитель 23 связан со вторым входом сумматора 22, выход которого через блоксравнения 24 соединен со вторым входом коммутатора 20 определения скорости реакции.Устройство управления процессомрастворной полимеризации работаетследующим образом.40 при постоянстве плотности и состава жидкого монбмера в трубопроводе 3 и постоянстве активности катализатора в трубопроводе 14 блок 8 коррекции скорости реакции по сигналам 4 от датчика 5 температуры и датчика7 концентрации полимера формируетсигнал следующим образом (см. фиг.2),Сигнал от датчика 5 температуры поступает на первый вход блока памяти16 и одновременно на третий вход блока 18 определения ошибки температуры в реакторе, а сигнал от датчика7 концентрации полимера поступает навторой вход блока памяти 16 и одновременно на третий вход блока 17 определения ошибки концентрации полимера. Запомненные сигналы с выходаблока памяти 16 поступают одновременно на первый вход блока 17 определения ошибки концентрации полимера,первый вход блока 18 определенияошибки температуры в реакторе и входблока 19 определения концентрациикатализатора в реакционной зоне, выходной сигнал которого, пропорциональный текущему значению концентра 763356ции катализатора в реакционной зоне,поступает одновременно на второй входблока 17 определения ошибки концентрации полимера и второй вход блока18 определения ошибки температуры вреакторе, В блоке 17 определенияошибки концентрации полимера с использованием сигналов с выхода блокапамяти 16 и с выхода блока 19 определения концентрации катализатора в реакционной зоне определяется текущеезначение концентрации полимера в реакторе, в результате чего на выходеблока 17 вырабатывается сигнал, пропорциональный ошибке определенияконцентрации полимера в реакторе 4.В блоке 18 определения ошибки температуры в реакторе с использованиемсигналов с выхода блока памяти 16 ис выхода блока 19 определения концентрации катализатора в реакционнойэойе определяется текущее значениетемпературы в реакторе 4, сравнивается с измеренным значением температуры в реакторе 4, в результате чегона выходе блока 18 вырабатываетсясигнал, пропорциональный ошибке определения температуры в реакторе 4. Выходной сигнал блока 17 определенияошибки концентрации полимера, усиленный в первом усилителе 21, поступаетна первый вход сумматора 22, где суммируется с поступившим на второйвход усиленным вторым усилителем 23выходным сигналом блока 18 определения ошибки температуры в реакторе.Выходной сигнал сумматора 22, пропорционаЛьный текущему значению приведенной ошибки, поступает на вход блока сравнения 24, где сравнивается сзаданным значением приведенной ошибки. Выходной сигнал блока сравнения24 поступает на второй вход коммутатора 20, на первый вход которого по-.ступает выходной.сигнал блока 19 определения концентрации катализаторав реакционной зоне. В случае, когдазначение приведенной ошибки, полученное в сумматоре 22, больше заданногозначения, выходной сигнал коммутатора 20 не формируется, а работа блока 8 коррекции скорости реакции продолжается, как описано выше. В случае, когда значение приведенной ошибки, полученной в сумматоре 22, меньше или равно заданному значению, навыходе коммутатора 20 формируетсясигнал, равный выходному сигналу блока 19 определения концентрации катализатора в реакционной зоне, которыйиспользуется далее в качестве сигналакоррекции, поступающего на третийвход блока 9 определения скорости реакции (см. фиг. 1), на второй входкоторого поступает сигнал от датчика7 концентрации полимера, а на первыйвход - сигнал от датчика 5 температу-.ры. Выходной сигнал из блока 9 определения скорости реакции, проходя65 Формула изобретенияУстройство автоматического управления процессом растворной полимеричерез блок 10 коррекции, без изменения подается на блок 11 сравнения,где текущая скорость реакции сравнивается с заданной и в зависимостиот их разницы, меняется задание регулятору 12 расхода катализатора,управляющему исполнительным устройством 15, которое изменяет подачу катализатора в реактор 4 до тех пор,пока текущая скорость реакции несравнивается с заданной,При изменении плотности и (или)состава жидкости мономера в трубопроводе 3 и (или) активности катализатора в трубопроводе 14, в соответствии с изменением сигналов от датчика5 температуры и датчика 7 концентрации полимера изменяется величина выходного сигнала блока 8 коррекциискорости реакции, в результате чегоизменяется выходной сигнал блока 920 определения скорости реакции, поступающий на первый вход блока 10 коррекции. В соответствии с изменениемвыходного сигнала блока 9 определения скорости реакции, а также с изменением сигналов датчиков температуры 1 и 5 и датчиков давления 2 и6 изменяется выходной сигнал блока10 коррекции, пропорциональный скорректированному значению текущей скорости реакции. Этот сигнал поступает на вход блока 11 сравнения, гдетекущая скорость реакции сравнивается с заданной, и, в зависимости отих разницы, меняется задание регулятору 12 расхода катализатора, управляющему исполнительным устройством15, которое изменяет подачу катализатора в реактор 4 до тех пор, покатекущая скорость реакции не сравняется с заданной. За счет того, что в40 устройство автоматического управления процессом растворной полимериэации введен блок коррекции скорости. реакции, выполненный по описываемойсхеме, стало возможным повыситьпроизводительность процесса полимериэации, так как появилась возможностьисключить из устройства управленияпроцессом полимеризации датчик расхода суспенэии на выходе из реактора,що являющийся в Ряде случаев источникомпогрешности определения скоростиреакции, выступающей основной характеристикой процесса полимеризации.Описываемое устройство управленияпозволяет определить скорость реакции, основываясь на знании состоянияпроцесса вместо косвенного вычисленияскорости реакции по расходам мономера на входе в реактор и суспензии навыходе из реактора.60763356 иг эации, содержащее датчики температуры и давления, установленные в реак-.торе и на трубопроводе подачи мономера в реактор, соединенные со входами блока коррекции, выход которогочерез блок сравнения соединен с первым входом регулятора расхода катализатора, второй вход и выход регулятора расхода катализатора соединенысоответственно с датчиком расходакатализатора и исполнительным механизмам, установленными на трубопроводе подачи катализатора в реактор,блок определения скорости реакции,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения производительностипроцесса полимериэации эа счет увеличения точности регулирования,оноснабжено блоком коррекции скорости реакции и датчиком концентрации полимера, установленным в реакторе,при этом вторые и первые входы блоков определения и коррекции скорости реакции соединены с датчиками концентрации полимера и температуры-, выход5блока коррекции скорости реакции соединен с третьим входом блока определения скорости реакции, а выход блока определения скорости реакции соединен с третьим входом блока коррекцииИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3130187,5 кл. 260-94.9, 21.04,64. 2. Авторское свидетельство СССР М 488194, кл. С 05 0 21/00, 16.04.74.. Редактор Т. Девятко Подписное Тираи 549осударственногоам изобретений иМосква, 3-35, Ра ПП фПатент", г город, ул. Проектная,ил. Заказ 6226/22 ВНИИПИ по де 113035, иитета СССР ткрытий уыская наб., д. 4/