Способ автоматического управления процессом приготовления шихты в производстве синтетического каучука

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ШИХТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ СИНТЕТИЧЕСКОТО КАУЧУКА путем воздействия на расходы углеводородных потоков до их .смешения в зависимости от расхода шихты и концентрации мономера в ней, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации мономера в шихте, поток шихты подают в две промежуточные емкости, измеряют 1(онцентрацию мономера в . потоке шихты до точки ее распределения на промежуточные емкости, измеряют уровни шихты в промежуточных емкостях, дри. этом подают . весь поток.шихты в одну промежуточную емкость, если концентрация мономера в потоке шихты до точки ее распределения ниже заданного значения , и направляют весь поток шихты в другую, промежуточную емкость, если концентрация мономера в потоке выше заданного значения, смешиВ:1К вают потоки шихты на выходе из обеих промежуточных емкостей и.воздействуют на, расходы указанных потоков в зависимости от расхода шихты и (Л концентрации мономера в потоке шихты после точки смешения, а также . определяют больший из двух уровней шихты в прсмежуточных емкостях и стабилизируют его воздействием на расход шихты до точки ее распределения на промежуточные емкости.

аа (1|).

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3382279/23-05 (22) 14 ° 01.82 (46) 07.05.83. Бюл.. 9 17 (72) В.Ф.Поплавский; Е.М.Кукарцев, О.A.Êèñåëåâ, Т.В.Миненкова, Г.М.Абросимов и М.Н,Максимов (53) 66.012-52(088.8). (56) 1. Башкатов Т.В., Жигалин Я.Л.

Технология синтетических .каучуков.

М. Химия, 1980, с. 290.

2. Авторское свидетельство СССР

В 658136, кл. G 05 D 27/00, 1976 (прототип). (54) (57) .СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

ШИХТЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ СИНТЕТИЧЕСКО ГО КАУЧУКА путем воздействия на расходы углеводородных потоков до их;смешения в зависимости от расхода шихты и концентрации мономера в ней, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации мономера в шихте, поток шихты подают э(5П С 08 F -2 06 G 05 D 27 00 в две промежуточные емкости, измеряют концентрацию мономера s потоке шихты до точки ее распределения на промежуточные емкости, измеряют уровни шихты в промежуточных емкостях, цри.этом подают весь поток.шихты в одну промежуточную емкость, если концентрация мономера в потоке шихты.до точки ее распределения ниже заданного значения, и направляют весь поток шихты в другую. промежуточную емкость, если концентрация мономера в потоке выше заданного значения, .смешив i вают потоки шихты на выходе иэ обеих промежуточных емкостей и.воздействуют на, расходы указанных потоков I в зависимости от расхода шихты и концентрации мономера в потоке шихты .после точки смешения, а также, определяют больший из двух уровней шихты в промежуточных емкостях и стабилизируют его воздействием на Я, расход шихты до точки ее распределения на промежуточные емкости.

1016300

Изобретение. относится к автомати" эации.процессов.полимериэации, в частности к сйособам автомати-ческого управления процессом приготовления углеводородной шихты, и.может быть использовано B производ ствах стереорегу ярных каучуков в химической и нефтехимической промышленности. Ф

Известен способ автоматического управления процессом приготовления шихты путем стабилизацйи расходов мономера и растворителя, подаваемых на шихтование f13. Недостатком известного способа . является высокая точность регулиро. вания концентрации мономера в. шихте, так как при этом не учитывается изменение концентрации мономера в потоке шихты и потоке моно -. мера, подаваемом на шихтование.

Кроме того, такой способ не обеспечивает достаточную точность автоматического регулирования в тех случаях, когда шихту готовят до стадии ее очистки от примесей. К таким примесям относятся тяжелые углероды, продукты побочных реакций полимериэации или разложения катализатора, вещества, содержащиеся в неэначйтельных количествах в свежих потоках растворителя и мономера, но сконцентрировавшиеся по мере их циркуляции, вода, остатки веществ, добавляемых к раствору полимера и неполностью удаляющихся с полимером, как например, стоппер, стабилизатор и другие.

Суммарное содержание примесей в шихте может достигать несколько

O процентов, что значительно влияет на изменение концентрации мономера в шихте после ее очистки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ автоматического управления процессом приготовления шихты в производстве синтетического каучука путем воздействия на расходы углеводородных потоков до их смешения в зависимости от расхода шихты и концентрации мономера в ней.

Причем по известному способу шихту готовят в колонне азеотропной осушки, где одновременно происходит приготовление шихты, осушка ее от влаги и очистка от легколетучих углеводородов (2).

Недостатком известного снособа является высокая точность регулирования концентрации мономера в ших® те, что обусловлено значительным запаздыванием в каналах регулирования, В тех случаях, когда ших-, ту готовят до стадии ее очистки от примесей, изменение содержания примесей в шихте сказывается на точности измерения концентрации.,мономера в мономере-ректиФикате -и возвратной изопентан-иэопреновой

Фракции.

Присутствие в шихте некоторого количества толуола.(да 1 мас.Ъ) приводит, кроме этого, к значительному увеличению дискретности хроматографического анализа.

Целью изобретения является повышение точности регулирования

10 концентрации мономера в шихте.

Эта цель достигается тем, что согласно способу автоматического унравления процессом приготовления шихты в производстве синтети15 ческого каучука путем воздействия на расходы углеводородных потоков до их смешения в зависимости от расхода шихты и концентрации мономера в ней, поток шихты подают в две промежуточные емкости, измеряют концентрацию мономера в потоке шихты до точки ее распределения на промежуточные емкости, измеряют уровни шихты в промежуточных емкостях, при этом подают весь поток шихты в одну промежуточную емкость,.если концентрация мономера в потоке шихты до точки ее распределения ниже заданного значения, и направляют весь поток шихты в другую промежуточную емкость, если концентрация мономера в потоке выше заданного значения, смешивают потоки шихты на выходе из обеих промежуточных емкостей и воздействуют на

З5 расходы указанных потоков в зависимости от расхода шихты и концентрации мономера и в потоке шихты после точки смешения, а также определяют больший иэ двух уровней

4Р шихты в промежуточных емкостях и стабилизируют его воздействием на расход шихты до точки ее распре.-. деления на промежуточные емкости.

45 На чертеже показана блок-схема системы, реализующий предлагаемый способ.

Система содержит промежуточные емкости 1 и 2, безобъемный смеситель 3, датчик 4 концентрации мономера в потоке шихты до точки ее . распределения на промежуточные емкости, управляющую вычислительную машину 5, клапаны 6 и 7, датчик 8 для измерения концентрации мономера в потоке шихты после смешения, датчик 9 расхода шихты, регуляторы 10 и 11 расхода шихты, датчики 12 и 13 уровня, регулятор 14 расхода шихты до точки ее. распре60 деления на промежуточные емкости

1и 2.

Способ осуществляют следующим образом.

Углеводородную шихту, приготовленную путем смешения циркулирующего

1016300 растворителя и изопрена-ректифи" ката, очищенную от примесей путем ее ректификации и содержащую 12-20 Ъ мономера, подают в промежуточные емкости 1 и 2.

Потоки шихты на выходе промежуточных емкостей 1 и 2 смешивают с помощью безобъемного смесителя 3 и далее подают на захолаживание и полимеризацию;

Концентрацию мономера в потоке шихты до точки ее распределения на промежуточные емкости 1 и 2 измеряют с помощью датчика 4, сигнал от которого на вход управляющей вычислительной машины 5.

В управляющей вычислительной машине 5 осуществляется сравнение сигнала от датчика 4 концентрации мономера с заданным значением

Управляющие воздействия-на.расходы.шихты иэ промежуточных емкостей 1 и 2 определяются в управляющей вычислительной машине 5 по следующим формулам

5 где G — управляющее воздейШ 1.Э ствие на расход шихты из промежуточной емкости l, кг/ч

ОШ2ь- управлщОщее воздейст вие на расход шихты иэ промежуточной емкости 2, кг/ч у

G — расход шихты после

Ut безобъемного смесителя, кг/ч у нное значение в н

20, 8 зада

1Э соотношения расходо где И - значение сигнала от

1 шихты иэ промежуточ датчика 4 концентрации ных емкостей 1 и 2. мономера в потоке ших- Величина 8 корректируется в ты до точки ее распре- 25 управляющей вйчислительной "аршине деления йа промежуточ- 5, например, с помощью ON-закона ные емкости 1 и 2, вес. регулирования, в. зависимости от ко доли; центрации мономера в потоке шихты

М - заданное значение кон- после смесителя 3, 1Э центрации мономера в gp t потоке шихты до точки ее распределения на промежу- 53 50 1(2 дэ) 2 (2 2Э) точные емкости 1 и 2;

Š— ;.ассогласование между теi кущнм и заданным значениями И1и И1э вес- доли.

Если М,; - И. З = О, то сигнал, который с вйхода управляющей вычислительной машины 5 воздействует на клапан б таким образом, что последний полностью открывает подачу шихты в промежуточную емкость 1, одновременно сигнал, который поступает с выхода управляющей вычислительной машины 5, на клапан 7, полностью закрывает подачу шихты в промежуточную емкость 2.

-В результате такой работц системы автоматического регулирования в промежуточной емкости.l содержится шихта. с высокой концентрацией .мономера.

Если M . .— И.,> (О то управляющая вычислительная машина, воздействуя на клапаны б и 7, полностью откры- вает подачу шихты в промежуточную емкость 1, что обеспечит подачу в данную емкость шихты только с. низкой концентрацией мономера.

На выходе безобъемного смесителя

3 датчиком 8 измеряют концентрацию бО мономера в потоке шихты после смешения и датчиком 9 — расход шихты после смешения. Сигналы от датчиков

8 и 9 подают на входы управляющей вычислительной машины 5.

З5 где, В - начальное значение соотношения расходов шихты иэ промежуточных емкостей 1 и 2

К,К вЂ” настроечные коэффициенты

1 2 постоянные величины;

° 4

М2 И2 - текущее и заданное зна- чения концентрации мономера в потоке шихты после безобъемного.смесителя

3, вес, ч.

45 управля,щая вьислительная ма на 5 соединена с задающими входа" ми рргуляторов 10 и ll расхода шихты соответственно иэ промежуточной емкости 1 в промежуточную ем5Р кость -2.

Регуляторы 10 и 11 поддерживают расходы шихтц на значениях, соответствующих значениям управляющих воздействий,расчитанных по. формулам

55 (2) и (3) .

Сигналы от датчиков 12 и 13 уровня в промежуточных емкостях поступают на входы управляющей вычислительной машины 5, где определяется больший из двух уровней:

Н„, при Н„= Н

Н2, при Н„ Н>

1016300 где

Нэ

ВНИИПИ Заказ 3315/24 Тираж 494 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

Н - уровень в промежуточной емкости 1, %;

Н вЂ” уровень в промежуточной емкости 2, Ъ ! I

В зависимости от величины Н определяется, например,по ПИД;закону регулирования, управляющее воэдейст». вив на расход шихты до точки распределения ее на промежуточные емкости 1 и?

t шит лмн0 З з + 3 3 с 4

dH. где, Gù „о - начальное значение расхода шихты до точки ее .распреде ления на промежуточные емкости 1 и 2, кг/ч; заданное значение . уровней в промежуточных емкостях 1 и 2, Ъ;

K э, К К 5 - настроечные козффи с. циенты, постоянные величины.

Сигнал, соответсвующий управляющему воздействию на расход шихты до точки ее распределения на промежуточные емкости 1 и .2, поступает через выход управляющей вычислитель- ной машины, 5 в камеру задания ре-. гулятора 14 расхода шихты.

Таким образом, предлагаемый способ автоматического. управления обеспечивает повышение точности автоматического регулирования концентрации мономера шихты и стабилиза-. цию уровня в промежуточных емкостях.

При этом в одной иэ промежуточных емкостей (с большим значением уровня шихты) ее уровень стабилизируется на заданном значении, а в другой емкости значение уровня будет равно или меньше заданного значения. Это связано с тем, что в одно и то же время подают шихту только в одну промежуточную емкость, а отбирают одновременно из двух промежуточных емкостей.

Отклонение концентрации изопрена в шихте от заданного зйачения при использовании данного способа снизилось с + 2, 6 до + 1,0. вес. Ъ.

Это дает возможность повысить концентрацию иэопрена в шихте (беэ превышения допустимого значения) на 0,5 вес. Ъ и снизить, таким образом, расход растворителя для получения 1 т каучука на 1,2 т/ч.