Способ управления непрерывным процессом полимеризации бутадиена

Комитет Ро о патентам ийской Федераци и товарным знакам(56) Авторское свилетельство СССР Х812790, кл. С 08 Г 136/06, 1981.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕ 11 ИЯ НЕПРЕРЫВНЫМ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИБУТАДИЕНА(57) Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологиЯ 3 (11) 1631984 (1 З)1) 6 С 08 Г 6/06 С 05 й 27/О ческими процессами растворнои полимеризации бутадиена и может быть использовано в производстве синтетического каучука, Изобретение позволяет увеличить производительность процссса получения полиизобутилсна с узким молекулярно-массовым распределением и снизить энергозатраты за счет изменения числа рсакторов в батарее, спсциальным распределением шихты и подбором температурного режима, обеспечивающего равномерное протекание процесса полимсркзации. 1 ил, 1 табл.1,2и еп 1,8-1,2 2 5=2+1+0=3. Т =80-10 6,20,94 + в(3-1-0)00,02Ш50 31001 100,942 Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами растворнойполимеризации бутадиена,.может быть использовано в производстве синтетическогокаучука,Целью изобретения является увеличение производительности процесса при получении полибутадиена с узкиммолекулярно-массовым распределением иснижениеэнергозатрат,Сущность, изобретения заключается втом, что для регулирования средней молекулярной ыФссы стабилизируют подачу инициатора в первый реактор и изменяютпоследнюю подачу шихты, а ширину молекулярно-массового распределения регулируют изменением числа реакторов вбатарее, специальным распределением потока шихты и подбором температурного режима, обеспечивающего равномерную"растяжку" процесса полимеризации, а также увеличением производительности установки и уменьшением расхода холода, таккак режим по каскаду близок к адиабатическому,На чертеже представлена схема системы управления и содержит 1,1 - 1,5 - полимеризаторы; 2.1 - 2.5 - датчики температуры;3.1 - 3.6 - регулирующие клапаны; 4,1 - 4.3 -регуляторы расхода; 5 - датчик вязкости; 6- микроЭВМ; 7 - стандартная система регулирования температуры шихты,Система управления непрерывным процессом растворной анионной полимеризации бутадиена работает в стационарномрежиме следующим образом,Расход раствора катализатора, подаваемого в полимеризатор 1,1, регулируетсярегулятором расхода 4.2, задания которомукорректирует ЭВМ 6.Раствор бутадиена подают двумя потоками: первый - в полимеризатор 1.1, второй- в полимеризаторы 1.3 и 1,4. Расход первого потока стабилизирован, расход второгопотока регулируется регулятором 4.1, задание которому пос гупает от ЭВМ в зависимости от положения регулирующих органов,управляемых от ЭВМ 6. Причем, если работают все полимеризаторы батареи, то регулирующие клапаны 3.2, 3.5 закрыты, а 3.1,3,3, 3,4, 3.6 открыты.При уменьшении задания по производительности регулирующие клапаны 3,4, 3.6закрывают, а 3.5 открывают, если при этомпредельная конверсия Хь 0,95, то закрывают регулирующий клапан 3.5, а клапан 3.2открывают. Молекул я рную массу полибутадиена измеряют при помощи датчика вязкости 5 и через ЭВМ задают подачу раствора бутадиена в зависимости от ее величины.Для вывода процесса на стационарныйрежим подают в рубашку аппарата 1.2 теплоноситель до установления в нем предельно допустимой температуры.В случае, если подача раствора бутадиена достигает верхнего или нижнего пределов ограничения, с ЭВМ 6 подают на регулятор 4,2 команду изменения задания подачи катализатора.Изобретение иллюстрируется Следующими примерами. Растворитель - смесь циклогексана с нефрасом(25), предельная температура 80 С, инициатор - втор-бутиллитий, среднечисленная молекулярная масса полибутадиена 120000. Расход активного лития на полимеризацию составляет "8,33 моль на 1 т полимера. В шихте содержится 10 мас. бутадиена. Точность выдерживания производительности по конечному про дукту не более +7,0. Точностьвыдерживания Мщ не более +7,0 ф(.П р и м е р 1, Задана производительность 3 т/ч по полимеру, Показатель полидисперсности 1,8, конечная конверсия 30 0,94, Уровень микропримесей в шихте составляет 0,155 м/т шихты. Так как Хам 0,95, то х=О. Для проведения дезактивации примесей необходим предреактор, вычисленный по формуле35 и =еп 1= еп 1 1,82=2 97,3 г 10 16 Во втором и третьем реакторах устанав 45 ливают температуру 80 С. где 0=13.Та=80-60=20 С.Количество шихты, подаваемой в первый итретий реакторы, равно1631984 В последнем шестом реакторе устанавливают температуру 80 С,В реакторах со второго по пятый устанавливают температуру При достижении нижней границы ограничений подачу литийбутила стабилизируют на новом значении 5 0,9955710 10е55+ 50100 0,1210 О, 02133Т =80-10 ф О, 31 +с 80-3,577+ 1 55+2,7 -" 577 моль/ч 00213 1 оТ =77-10 ф 8,995+4 а 14 10 При проведении процесса по предлагаемому.изобретению в 1,5 раза увеличивается удельная производительность за счет оптимизации условий проведения процесса полимеризации. В предлагаемом изобретении имеет место также снижение энергозатрат, которое происходит эа счет более активного использования тепла реакции на нагрев реакционной массы и отсутствия отвода тепла через стенку реактора от вязкого полимериэата, Кроме того, имеет место более четкое регулирование молекулярной массы за счет уменьшения времени запаздывания на корректировку ее качества подачей шихты,Конечные показатели процессов, приведенных в примерах, представлены в таб лице. Температуру в первом реакторе устанавливают 20 С, Шихту подают в первый, третий, четвертый и пятый реакторы С = - 15 т/ч10 ф 0,9954 Расход литийбутила в первый реактор составляет 8,33 6+0,084 60=55 мольч.Устанавливают ограничения на подачу шихты в пятый реактор ф 3 т/ч. При достижении верхней границы подачи шихты в пятый реактор подачу литийбутила уменьшают до значения е550,9956310 ф 10е100 О, 1210 2=52,8 моль/ч Выполнение способа управления непрерывным процессом растворной анионно полимеризацией бутадиена в промышленной батарее реакторов обьемом 16 м16319 Р масса;Ч - объем реактора,Сн - концентрация,О, ссли ХГвх 1, если Х3 в Э,мас.%,0,95,0,95,Формула изобретения СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИБУТАДИЕНА путем анионной полимеризации бутадиена в каскаде реакторов,число которых определяют по предельно заданной производительности, причем подачу щихты производят одновременно в несколько реакторов,температуру в которых с,абилизируюттемпературой подаваемой пихты, олии.чающийся тем, что, с цельо увеличенияпроизводительности процесса при получении полибутадиена с узким молекулярно-массовым распределением и снижения энергозатрат, изменяют путемотключения или подключения число работающих реакторов, которое определяют по формулев = щах 1 п 1, п 2+ 1 4. 1 х,1,2гдевепре1. Рвеп 1 С ,Чн коэффициент, характеризующий термодинамические свойства системы растворитель - мономер - полимер;Р - заданная производительность, т/ч;МЯ = -Мзаданный показатель полидисперсности полимера; в - число реакторов;х - дополнительный реактор; М - средневесовая молекулярная масса;Мъ - среднечисленная молекулярная Продолжение таблицы Х 1 ь - заданная конверсия, причем при Хпп - заданная конверсия, причем при Хл0,95 температуру в реакторах, начиная со второго, поддерживают предельно допустимой, при Хи0,95 температуру в по следнем реакторе поддерживают равной предельно допустимой, для. всех остальных, кроме первого, температуру определяют по формуле 20 Т =Т -С 0,31+0,021 в и р где=2,3 в; Твп - предельно допустимая температура; 25 О - тепло перемещивания,температуру в первом реакторе определяют по формуле Т 1 = Тщ + А,где А = 2 - 25; Т = Т -С 6,2 фХ + а вм в +(в-Г )ф 0 , 0,02Р хпри этом щихту подают равными частями в первый, третий и последующие реакторы до (в - Ь)-го реактора в количествах, определяемых по формуле 4 Р 100 м в х где- 1, 3, , в . 1 х,РаекКорРА 7 ИМ 7 д Составитель Н,КотельниковаРедактор Л.Герасимова Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 О; - количество подаваемой шихты в)-й реактор,а среднюю молекулярную массу полибутадиена регулируют изменением последней подачи щихты в реактор (гп т), при этом при увеличении молекулярной массы расход шихты уменьшают, а при ее уменьшении расход шихты увеличивают и по достижении расходом шихты заданных ограничений стабилизацию молекулярной массы осуьцествляют изменением подачи инициа тора в первый реактор, увеличивая подачу инициатора, если подача шихты достигает нижнего предельного значения, и уменьшая, если подача шихты достигает верхнего уровня ограничения, 1 О