Способ управления процессом полимеризации в производстве изопренового каучука

.80125 26 дАРстэеннь 1 Ч 1 Комитет сссР елдм изОБРетений и отнРыт Ж(,Г" САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,1 ЬСТВ я К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1139736, кл. С 08 Р 136/04, 1983.Поплавский В,Ф. и др, Разработкаи исследование систем автоматического регулирования технологических параметров в производстве каучука СКИ-З,Сб. Автоматизация химических производств, вып. 3, - М.: НИИТЭХИМ,1983, с. 8-14.(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМПОЛИМЕРИЗАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗОПРЕ.НОВОГО КАУЧУКА путем изменения давления газообразного пропана в зависимости от температуры шихты послезахолаживания и расхода шихты на по(ц 4 С 08 Р 136/08. С 05 Р 27 О лимеризацию, о т л и ч а ю щ и й с тем, что, с целью снижения затрат на проведение процесса, измеряют расход шихты в предварительный холодильник, уровень шихты в промежуточной емкости и уровень жидкого пропана в основном холодильнике, корректируют давление газообразного пропана восновном холодильнике в зависимости от уровня жидкого пропана в этомхолодильнике, изменяют температуру шихты, подаваемой в осушитель, в зависимости от расхода шихты на нолимеризацию, уровня жидкого пропана в основном холодильнике и температуры шихты, поступающей на полимеризацию, изменяют уровень шихты в про- фр межуточной емкости в зависимости от расхода шихты на полимеризацию и воз- С действуют на расход шихты в предварительный холодильник в зависимости от расхода шихты на полимеризацию и уровня шихты в промежуточной емкости.СЛЧерез предварительный холодильник 1 углеводородная шихта подается. в осушитель 2 для очистки ее от микропримесей и окончательной осушки от остатков влаги. Температура шихты, подаваемой в осушитель 2, должна быть не выше определенной величины. Шихта из осушителя 2 поступает в промежуточную емкость 3, откуда насосом 4 через основной холодильник 5 подается на полимеризацию, Охлаждение ших" ты в холодильниках 1 и 5 проводится за счет испарения жидкого пропана, поступающего в межтрубное пространство холодильников, Уровень жидкого пропана в основном холодильнике 5 стабилизируется с помощью регулятора 17.Способ управления процессом полимеризации в производстве каучука 50 Изобретение относится к автоматизации процессов получения синтетических каучуков, в частности изопренового, и может быть использовано в химической и нефтехимической,промьппленности.Целью изобретения является сниже" ние затрат на проведение процесса.На чертеже изображена система реализующая предлагаемый способ производства каучука СКИ"3.Система содержит предварительный холодильник 1, осушитель 2, промежуточную емкость 3, насос 4, основной холодильник 5, управляющую вычислительную машину (УВМ) 6, датчик 7 расхода шихты в предварительный холодильник 1, датчик 8 давления газообразного пропана в предварительном холодильнике 1, датчик 9 температуры шихты, подаваемой в осушитель 2, датчик 10 уровня шихты в промежуточной емкости 3, датчик 11 уровня жидкого пропана в основном холодильнике 5, датчик 12 давления газообразного пропана в основном холодийьнике 5, датчик 13 температуры вихты, поступающей на полимеризацию, датчик 14 расхода шихты на полимеризацию, регулятор 15 расхода шихты.в предварительный холодильник 1, регулятор 16 давления газообразного пропана в предварительном холодильнике 1, регулятор 17 уровня жидкого пропана в основном холодильнике 5, регулятор 18 давления газообразного пропана в основном холодильнике 5.25ь Ты-М 4 + К ееее уиЬй начальное значение давления газообразного пропана в основном холодильнике 5; начальное и текущее значения расхода вихты на цолимеризацию соответственно;начальное и текущее значения уровня жидкого пропана восновном холодильнике 5 соответственно;текущее, предыдущее и заданное значения температуры шихты, поступающей на полимеризацию соответственно;постоянные коэффициенты;дискретность и номер шага расчета и выдачи управляющих воздействий соответственно. где Ро 30 35 оИ Н,40 ТТ Т,КК,К,КК4 С,С помощью нелинейного звена типа упор ограничивают полученное зна- чение СКИосуществляется следующим образом.На входы УВМ 6 подают сигналы отдатчика 7 расхода шихты в предварительный холодильник 1, датчика 8давления газообразного пропана вэтом холодильнике, датчика 9 температуры шихты, подаваемой в осушитель2, датчика 10 уровня шихты в проме 10 жуточной емкости 3, датчика 11 уровня жидкого пропана в основном холодильнике 5, датчика 12 давлениягазообразного пропана в этом холодильнике, датчика 13 температуры ших 15 ты, поступающей на полимеризацию,датчика 14 расхода шихты на полимеризацию,Определяют текущее заданное значение давления газообразного пропаМ на в основном холодильнике 5Р Р К (Р Р, ) К (Н Н, )(3) 4где Т и- текущее и предыдущее ограниченные заданные значения давления гаэообраз- О ного пропана в основном холодильнике 5 соответствен - предыдущее заданное 5значение давлениягазообразного пропана в основном холодильнике 5;- нижняя и верхняя 20установки регулятора 18 давления газообразного пропана- начальное значение темнературы шихты, подаваемой в осушитель 2;Ти,. - предыдущее заданное зна-,чение температуры шихты,подаваемой в осушитель 2;Ко - постоянный коэффициент.Ограничивают рассчитанное значение с помощью нелинейного звена типаупор%макс ф уи-( 21 2 и)-1 максе Т .; Т;, - текущее и предыдущее ограниченные заданные эначе.ния температурышихты, подаваемойв осушитель 2, соответственно;Т , - предельное допустимое значениетемпературы шихты,подаваемой в осу 55шитель 2,Иэ формулы (3) следует, что заданное значение температуры шихты,венно.Определение текущего заданногозначения давления газообразного пропана в основном холодильнике 5 поформуле (1) дает возможность компенсировать возмущения по каналам Расход шихты на полимериэацию - Температура шихты, поступающей на полимериэацию" и "Уровень жидкого пропанав основном холодильнике 5 - Температура шихты, поступающей на полимеризацию",Рассчитывают текущее заданное,значение температуры шихты, подаваемойв осушитель 2,подаваемой в осушитель 2, изменяют только тогда, когда задание регулятору 18 давления газообразного пропана в основном холодильнике 5 выходит за уставки. Это позволяет увеличить диапазон регулирования температуры шихты, поступающей на полимериэацию, и исключает возмущения по каналу "Температура шихты, подаваемой в осушитель 2 - Температура шихты, поступающей на полимеризацню",Рассчитывают текущее заданное значение давления газообразного порошка в предварительном холодильнике 1Р =Р+К, (Т;-Т,;) + +-КВ (ТмиТи ) ас(5)О где Р - начальное значение давления газообразного пропана в предварительном холодильнике 1;Т - текущее значение температуры шихты, подаваемой в осушитель 2;К,с,К 4 - постоянные коэффициенты.Ограничивают рассчитанное значение с помощью нелинейного звена типаупор:(13) предыдущее значение давления гаэообраэного пропана в предварительном холодильникетекущее и предыдущее ограниченные заданные значения давлечия газообразного пропана в предвари 5 тельном холодильнике 1 соответственно; нижняя и верхняя уставки регулятора 16 давления газообразного пропана в предварительном холодильнике 1 соответственно.По текущему значению расхода ших 25 ты на полимеризацию Р;, ; определяют текущее заданное значение уровня шихты:в промежуточной емкости 3Нг, = аР.+ Ъ, (7)30а, Ъ - константы, учитывающиепредельно допустимые значения уровня шихты в промежуточной емкости 3 приэкстремальных значенияхрасхода шихты на полиме- З 5ризацию,Причем текущее заданное значение уровня шихты в промежуточной емкости 3 возрастает при уменьшении текущего значения расхода шнхты на полимери 40 зацию и наоборот. Это позволяет создать запас накапливанию шихты в промежуточной емкости 3 в случае сокращения расхода шихты на полимеризацию или запас по расходованию шихты из45 промежуточной емкости 3 в случае возрастания расхода шихты на полимериэацию.Сглаживают текущее заданное значение уровня шихты в промежуточной емкости 3:Нг, с, Н+ (1 - а,) Н (8) где Н ., Н - текущее и предыдущейсглаженные заданныезначения уровня шихтыв промежуточной емкости 3;с, - коэффициент сглаживанияРассчитывают текущие значения верхней Н , и нижней Н; уставок сглаженного заданного значения уровня шихты в промежуточной емкости 3 соответственно по формулам где дН - предельно допустимое отклонение уровня шйТты в промежуточной емкости 3 от его сглаженного заданно го значения. Сравнивают текущее значение уровня шихты в промежуточной емкости 3 Н, с рассчитанными уставками и при выходе его за уставки определяют текущее значение отклонения уровня шихты в промежуточной емкости 3 от .ближайшей уставки Сглаживают текущее значение расхода шихты на полимеризацию: Н,), = с, Нг, + (1+ м, )Н, (12) где Г Р - текущее и предыдущеесглаженные значения расхода шихты на полимериэацию;ог - коэффициент сглажива ния, определяемый по формуле1255626 где К К К - постоянные коэффици 909 яенты.Ограничивают полученное значениес помощью нелинейного звена типаупоргав-, , ац 1 2 ш, 1, мыс-) мавс2 И)-12 Ь 1 Ь)-11минф 1 Рмакс ) Ы- йЫ 2 Ыгде Р Р - соответственно теьу ф иыр кущее и предыдущееограниченные заданные значения расхода шихты в предварительный холодильник 1;Р - предыдущее заданное1 ь 1-1значение расходашихты в предварительный холодильник 1;Р, Р- соответственно нижняя и верхняя уставки регулятора 15расхода шихты в 30.предварительный холодильник 1,Сглаживание текущего значенияуровня шихты в промежуточной емкости 3 иопределение его уставок даетвозможность корректировать заданноезначение расхода шихты в предварительный холодильник 1 только прискачкообразных изменениях расходашихты на полимеризацию. Сглаживание текущего значения расхода шихтына полимеризацию позволяет плавноизменять заданное значение расходашихты в предварительный холодильник 1.и тем самым исключает внесениедополнительных возмущений в технологический процесс. Использование вэтом случае переменного коэффициента сглаживания дает воэможность быстрее реагировать на изменения уровняшихты в промежуточной емкости 3,вызванные резкими изменениями расхода шихты на полимеризацию,З 5 Таквк образом, существенными отли"чиями данного технического решенияявляется то, что измеряя уровень жидкого пропана в основйом холодильнике 5 и корректируя в соответствии с 40 ним заданное значение давления газообразного пропана в этом холодильнике, улучшают точность стабилизациитемпературы шихты, поступающей на полимеризацию. Регулируя температуру 45 шихты, поступающей на полимеризацию,путем изменения задания регулятору 16давления газообразного пропана в предварительном холодильнике 1 при выходе заданного значения давления га зообразного пропана в основном холодильнике 5 эа уставки, увеличиваютдиапазон регулирования температурышихты, поступающей на полимеризацию,Корректируя заданное значение уров ня шихты в промежуточной емкости 3по расходу шихты на полимеризацию,создают запас по накоплению или расходованию шихты в промежуточной емгде ж , К - соответственно минимальный и максимальный коэффициентысглаживания расходашихты на полимериэацию,Определяют текущее заданное эна" кение расхода шихты в предварительный холодильник 1 по формуле Использование при ограничении заданных значений параметров нелиней.ного звена типа "упор" позволяет сразу реагировать на их изменения при входе.в уставки,- Р+ К, Н +,-.К, дН, дг+ О1Сигналы, соответствующие ограниченным заданным значениям расхода шихты в предварительный холодильник 1, давлений газообразного пропана в предварительном холодильнике 1 и в основном холодильнике 5 соответственно выдают с УВМ 6 на регулятор 15 расхода шихты в предварительный холодильник 1, регулятор 16 давления газообразного пропана в этом холодильнике и регулятор 18 давления газообразного пропана в основном холодильнике 5. Эти регуляторы по информации от датчика 7 расхода шихты в предварительный холодильник 1, датчика И давления газообразного пропана в предварительном холодильнике 1,датчика 12 давления газообразного пропана в . основном холодильнике 5 проводят укаэанные параметры к заданным значениям.кбстн 3, который позволяет плавнорегулировать расход аихты в предварительный холодильник 1. Кроме того,изменение задания регулятору 15 расхода шихты в предварительный холодильник 1 в зависимости от сглаженного значения расхода шихты на полимерйзацию и значения отклонения уровня шихты в промежуточной емкости 3от ближайшей уставки сглаженного эаданного значения уровня шихты в промежуточной емкости 3 также исключаетвнесение возмущений в процесс захолаживания резким изменением расходаеихты в предварительный холодильник 1.5Все это существенноповышает точностьстабилизации физико-механических показателей каучука и снижает затратына проведение процесса. 20 оставитель Б.йувалоехред Х.Ходанич И. Гунь а акаэ 55 дпис митета СССРоткрытий ая наб. д, 4/ дприятие, г.Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж 470 ИИПИ Гасударственного по делам изобретений 5, Москва, Ж, Раушводственно-полиграфическ 26 оВ случае отсутствия датчиков 8 и 12 давления газообразного пропана в холодильниках 1 и 5 в соответствии с ограниченным заданным значением температуры шихты, подаваемой в осушитель 2, с УВМ 6 может выдаваться управляющее воздействие на регулятор этой температуры, а в зависимости от расхода шихты на полимеризацию н отклонения температуры шихты, поступающей на полимеризацию от задан" ной - на регулятор 17 уровня ющкого пропана в основном холодильнике 1,Проверка данного способа показала,что расход стабилизатора при полученииодной тонныкаучука снизился на 2,05,а расход тепла-на 1,32,что приводит кснижению себестоимости каучука. Корректор И.Иаксимишине