Способ управления процессом приготовления шихты в производстве изопренового каучука

(51) С 08 Г я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМПРИГОТОВЛЕНИЯ ИИХТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕИЗОПРЕНОВОГО КАУЧУКА путем измеренияконцентрации иэопрена в шихте, концентрации изопрена в потоках изопрена-ректификата и иэопентан-изопреновой Фракции, подаваемых в колонну аэеотропной осушки, измерения расхода шихты из куба колонны азеотропной осушки, определения заданного соотношения расходов изопрена-ректиФиката и изопентан-изопреновой Фракции и воздействия на расходы изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции и воздействия на расходы иэопрена-ректификата и изопентан-изопреновой Фракции в зависимости от указанного соотношения, о т - отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации изопрена и стабилизации влаги в шихте на минималь,ЯО 1134569 но возможном значении, стабилизируют уровень в сборнике конденсатапутем изменения расхода флегмы наколонну азеотропной осушки, определяют суммарный расход изопрена-ректификата и изопентан-изопреновойфракции, стабилизируют соотношениерасхода пара в кипятильник колонныазеотропной осушки к суммарному расходу изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой Фракции и корректируют это соотношение в зависимостиот расходов дистиллята из сборникаконденсата флегмы на колонну азеотропной осушки, изопрена-ректификата, изопентан-изопреновой фракции и изменения уровня в сборникеконденсата, усредняют по времени спомощью экспоненциального Фильтразаданное значение расхода шихты изкуба колонны азеотропной осушки,воздействуют на расходы изопренаректификата и изопентан-изопреновой фракции в зависимости от усредненого по времени заданного значения расхода шихты из куба колонныазеотропной осушки и заданного соотношения расходов изопрена-ректификата и изопентан-иэопреновой фракции, а также воздействуют на расходдистиллята из сборника конденсата взависимости от усредненного повремени заданного значения расходапихты из куба колонны азеотропнойосушки, 1 1134Изобретение относится к управлению технологическими процессамипроизводства иэопренового каучука,а более конкретно к способам управления процессом приготовления .шихты5в производстве иэопренового каучука,и может быть использовано в произ. водствах стереорегулярных каучуковСКИ СКД,и др. в химической и нефтехимической промьппленности,Известен способ управления процессом приготовления шихты в производстве иэопренового каучука путемизмерения концентрации изопрена вшихте, концентрации иэопрена в потоках изопрена-ректификата и изопентанизопреновой фракции на колонну азеотропной осушки, а также измерениясуммарного расхода шихты на полимериэационные батареи и воздействия взависимости от указанных параметровна расходы иэопрена-ректификата ийзопентан-изопреновой фракции 1 3.Недостатком известного способаявляется низкая точность регулирования концентрации изопрена в шихте,причинами которой является то, чторегулирование концентрации изопренав шихте осуществляется только повозмущениям расходов изопрена-ректи 30Фиката и изопентан-изопреновой фракции и концентраций изопрена в укаэанных потоках и не предусмотренорегулирование по отклонению концентрации изопрена в шихте от заданногозначения. Способ не предусматривает.также регулирования концентрациивлаги в шихте.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению (базовымобъектом) является способ управления 40процессом приготовления шихты в производстве изопренового каучука путемизмерения концентрации изопрена вшихте, концентрации изопрена в потоках изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции, подаваемыхв колонну азеотропной осушки, измерения расхода шихты из куба колонныазеотропной осушки, определения заданного соотношения расходов изопрена 50.ректификата и изопентан-изопреновойфракции и воздействия на расходы изоп,рена-ректификата и изопентанизопреновой фракции в зависимостиот укаэанного. соотношения 23. Недостатком данного способа является низкая точность регулирова569 2ния концентрации изопрена в шихте, причинами которой являются большие скачкообразные измерения нагрузки на колонну азеотропной осушки при изменении заданного значения расхода шихты из куба колонны азеотропной осушки. Кроме того, способ не предусматривает регулирование одного из самых важных параметров процесса азеотропной осушки - концентрации влаги в шихте.Цель изобретения - повышение точности регулирования концентрации изопрена и стабилизации влаги в шихте на минимально возможном значении.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу управленияпроцессом приготовления шихты в производстве изопренового каучука путем измерения концентрации изопрена в шихте, концентрации изопрена в потоках изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции, подаваемых в колонну азеотропной осушки, измерения расхОда шихты из колонны азеотропной осушки, определения заданного соотношения расходов изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции и воздействия нарасходы изопрена-ректификата и изо- пентан-изопреновой фракции в зависимости от указанного соотношения,дополнительно стабилизируют уровеньв сборнике конденсата путем изменения расхода флегмы на колонну азеотропной осушки, определяют суммарный расход изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой фракции, стабилизируют соотношение расхода пара в кипятильник колонны азеотропнойФосушки к суммарному расходу изопренаректификата и изопентан-изопреновой фракции и корректируют это соотноше- .ние в зависимости от расходов дистиллята из сборника конденсата флегмы на колонну азеотропной осушки, изопрена-ректификата, изопентанизопреновой фракции и изменения уровня в сборнике конденсата, усредняют по времени с помощью экспоненциального фильтра заданное значение расхода шихты из куба колонны азеотропной осушки, воздействуют на расходы изопрена-ректификата и изопентан-иэопреновой фракции в зависимости от усредненного по времени заданного значения расхода шихты из куба колонны азеотропной осушки и заданного соотношения расходов иэопренаректификата и иэопентан-изопреновойфракции, а также воздействуют на расход дистиллята из сборника конденсата в зависимости от усредненного повремени заданного значения расходашихты из куба колонны аэеотропнойосушки.На чертеже представлена схемареализации способа.Схема содержит колонну 1 азеотропной осушки, кипятильник 2 колонны 1азеотропной осушки, конденсатор 3,отстойник 4, сборник 5 конденсата,насос 6, колонну 7 для отгона легколетучих углеводородов, кипятильник8 колонны 7 для отгона легколетучихуглеводородов, датчики 9-11 концентрации изопрена соответственно визопрене-ректификате, возвратнойфракции в шихте, датчики 12-15 расхода изопрена-ректификата, иэопентанизопреновой Фракции, Флегмы на колонну 1 аэеотропной осушки, дистиллята1из сборника конденсата, управляющуювычислительную машину (УВМ) 16, регуляторы 17 и 18 расхода изопренаректификата и изопентан-изопреновоиФракции, дачтик 19 уровня в сборнике5 конденсата, датчик 20 уровня в кубеколонны 1 азеотропной осушки, датчик21 расхода пара в кипятильник 2 колонны 1 азеотропной осушки, регуляторы 22-27 соответственно расходафлегмы на колонну 1 азеотропнойосушки, дистиллята из сборника кон-.денсата, пара в кипятильник 2 колонны 1 азеоторопной осушки, шихты изкуба колонны 1 аэеотропной осушки,уровня в сборнике 5 конденсата,40уровня в кубе колонны 1 азеотропнойосушки,Способ управления процессом приготовления шихты в производстве изопренового каучука осуществляют следующим образом,С -Свэ ипф5 -1И щ Углеводородная шихта, содержащая 15-183 изопрена готовится путем смешения на входе колонны 1 азеотропной осушки потоков изопрена-ректификата с концентрацией изопрена 70-957. и изопентан-изопреновой Фракции с концентрацией изопрена 3-9 Х. В колонне 1 азеотропной осушки шихта очищается от влаги, а также достигается равномерное распределение во всем объеме растворителя (изопентана). Нагрев ,кубовой жидкости осуществляется во 1 134569 4дяным паром, подаваемым в кипятильник 2 колонны 1 аэеотропной осушки.Образовавшаяся паровая Фаза поступв конденсатор 3, конденсат из кот.го поступает в отстойник 4. С нижнейчасти отстойника отбирают воду, а сверхней части отстойника 4 конденсатподают в сборник 5 конденсата. Изсборника 5 конденсата насосом 6часть конденсата подают в качествеФлегмы на колонну 1 аэеотропнойосушки, а остальную часть конденсата (дистиллят) из сборника 5 конденсата подают на колонну 7 для отгоналегколетучих углеводородов. Нагревкубовой жидкости колонны 7 для отгона легколетучих углеводородов осуществляют водяным паром, подаваемымв кипятильник 8. Кубовые остатки изколонны 7 для отгона легколетучихуглеводородов направляют на смешениес шихтой в линию питания колонны 1аэеотропной осушки.Сигналы от датчика 9 концентрации изопрена в иэопрене-ректификате,датчика 10 концентрации иэопрека виэопентан-изопреновой Фракции, датчика 11 концентрации изопрена в шихте, датчика 12 расхода изопрена-ректификата, датчика 13 расхода изопен-.тан-иэопреновой Фракции, датчика 14расхода Флегмы на колонну 1 азеотропной осушки, датчика 15 расходаднстиллята подают на входы УВМ 16.С помощью УВМ определяют заданное 35,соотношение расходов изопрена-ректи-Фиката и изопентан-изопреновой фракции: И 11 ф Си - концентрация иэо ев изопентан-изопреновой Фракции и изопрене ректификате, Х;Сш - заданное значение концентрации изопрена вшихте, Х;5 - заданное соотношение 50 расходов изопрена-рек-тификата и изопентанизопреновой Фракции,Заданное соотношение 5 расходовизопрена-ректи 11 иката и изопеитан изопреног:и Фракции корректируют взависимо"ти от отклонения Фактической концентрации С от заданногозначения С щ1134569 где 5 з - скорректированное заданное соотношение расходов иэопрена-ректификата и изопентанизопреновой фракции;К, К 2 - настроечные коэффициенты.При этом управляющие воздействия регуляторам 17 и 18 расхода изопренаректификата и иэопентан-иэопреновой 15 фракции определяют с учетом скорректированного соотношения 5Датчиком 19 уровня измеряют уровень в сборнике 5 конденсата, датчиком 20 - уровень в кубе колонны 1 20 азеотропной осушки, датчиком 21 расход пара в кипятильник " 2 колонны 1 азеотропной осушки.С помощью пневматических регуляторов 22-27 стабилизируют соответ ственно расход Флегмы на колонну 1 азеотропной осушки, расход дистиллята из сборника 5 конденсата, расход пара в кипятильник 2 колонны 1 азеотропной осушки, расход шихты иэ куба колонны 1 азеотропной осушки, а также уровень в собрнике 5 конденсата изменением задания регулятору 22 расхода Ьлегмы и уровень в кубе колонны 1 азеотропной осушки изме 35 нением задания регулятору 25 расхода шихты иэ куба колонны 1 аэеотропной осушки. Стабилизируют также соотношение расхода пара в кипятильник 2 колонны 1 азеотропной осушки 40 к суммарному расходу изопрена-ректификата и изопентан-иэопреновой фракции. При этом управляющее воздействие регулятору расхода пара определяется следующим образом:45КНЗ кнННЗ го значения;.йН - изменение уровня в сборнике 5 конденсата за время а 1- расход дистиллята изфлсборника 5 конденсатаи расход Флегмы на колонну 1 азеотропнойосушки, т/ч;- постоянный коэффициент.Заданное значение соотношения расхода конденсата из сборника 5 конденсата к суммарному расходу изопрена:К Е ПЗ ПНЗ Нгде гпз - управляющее воздействиерегулятору расхода пара, 50т/ч;КпЗ - заданное соотношениерасхода пара в кипятильник 2 колонны 1 азеотропной осушки к суммарному 55расходу изопрена-ректификата и изопентан-изопреновой Фракции;=Ь + К 1 С -С 1+К 1 С -С 1 дС,ЗК 3 1 Ш ШЗ/ 2 1 Ш ШЗ) Рн - суммарный расход изопрена-ректификата и изопентан-иэопреновой фракции, т/ч,гДе Рц - расход изопрена-ректиФиката, т/ч;- расход изопентан-изопреиПфновой фракции, т/ч.Соотношение К корректируют в зависимости от расходов дис 1 иллята из сборника 5 конденсата, Флегмы на колонну 1 аэеотропной осушки, изопрена-ректификата, изопентан-изопреновой Фракции и изменения уровня в сборнике 5 конденсата, Для этого определяют расход конденсата, соотношение расхода конденсата из сборника 5 к суммарному расходу изопренаректификата и изопентан-изопреновой фракции и отклонение этого значения от заданного значения:ьНаК- л+ 11+ 1 ) расход конденсата изсборника 5 конденсата,т/чсоотношение расхода конденсата иэ сборника 5конденсата к суммарномурасходу изопрена-ректификата и иэопентан-изопреновой фракции и заданноезначение этого параметрасоответственно;отклонение указанногосоотношения от заданно1134569 10 ВЦНИШФ Заказ 1002723 Тивазс 475 ПодписиФалшвл ППП Пвтаат, г. Ужгород, ул. Проектная,временное регулирование концентрации иэопрена н влаги в шихте положительно сказывается на точности регулирования этих параметров, так как про- цесс приготовления шихты и процесс азеотропной осушки ее происходят одновременно в колонне 1 азеотропной осушки.Проверка способа показала, что отклонения концентрации изопрена в 11 шихте от заданного значения снизились с +1,6 до +1,0 вес.Х. Это дало возможность повысить концентрациюиэопрена в шихте на 0,25 вес.7 и снизить, таким образом, расход циркулирующего растворителя для получения1 т каучука на 0,6 т.Максимальные значения концентрации влаги в осушенной углеводородной шихте сниэилнсь с 0,0008 до0,0006 вес.Х. Расход тепла с паром О на процесс азеотропной осушки уменьшился с 0,022 Гкал на осушку 1 тшихты до 0,019 Гкал.