Способ управления процессом эммульсионной полимеризации

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭМУЛЬСИОННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ, проводимой в батарее последовательно рабо f тающих полимеризаторов, при подаче раствора модификатор на вход полимериэационной батареи и регулировании температуры в полимеризаторах путём изменения расхода хладагента с коррекцией по степени конверсии мономет ров на выходе полимеризационной батареи , о т л и ч а ю щ и и с я тем,что,сцелью повышения точности стабилизации прочностных характеристик каучука, изменяют расход модификатора в обратно пропорциональной зависимости от отклонения числа полимэрных частиц на вьвсоде третьего полимеризатора батареи/ а в полимеризаторах, последунхцих за третьим, регулирование температуры реакционной смеси осуществля- ( ют в прямо пропорциональной зависимости от скорЬсти расходования модификатора во всех предшествующих полимеризаторах за время пребывания реакционной смеси в этих полимеризаторах

0% 01) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 (Я). С .08 Р 2/22; G 05.Э 27/00,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3397435/23-.05 (22.) 06.01.82 (46) .07.05.83. Бюл. 9 17 (72) T.È.Исмаилов, Ю.B.Антонов, Ш.И.Исмаилов, В.A.Балаев и В.ВеКалан- чин (71), Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (53) 66.012-52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 342173, кл. Q 05 В 21/00, 1972.

2. Голубятников Б.A. Шувалов В.В.

АвтоМатизация производственных процессов и АСУП в химической промышленности. И., Химия 1978, с. 239-242, рис. 120 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ. ПРОЦЕССОМ

ЭМУЛЬСИОННОИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ, проводимой в батарее последовательно работающих полимеризаторов, при подаче раствора модификатора;на вход полимеризационной батареи и регулировании температуры в полимеризаторах путем изменения расхода хладагента с коррекцией по степени конверсии мономе-. ров на выходе полимеризационной батареи, отличающийся тем,что,сцелью повышения точности стабилизации прочностных характеристик каучука, изменяют расход модификатора в. обратно пропорциональной зависимости от отклонения числа полимерных частиц на выходе третьего полимеризатора батареи, а в полимеризаторах, последующих за третьим, .регулирование температуры реакционной смеси осуществля- I ют в прямо пропорциональной зависимости 0Т скорости расходования модификатора во всех предшествукицих поли мепияатбвах ва время пРебывания реак- С, ционной смеси в этих полимеризаторах

Ф Ф

1016302

Изобретение относится к способам управления процессами эмульсионной непрерывной полимеризации и может быть использовано в промышленности синтетического каучука.

Известен способ регулирования про- 5 цесса полимеризации, проводимого в батарее реакторов, согласно которому измеряют конверсию мономера и при отклонении ее от заданной величины изменяют заданное значение темпера- 10 ! Ф туры в зоне реакции или расход регулятора молекулярного веса полимера 1 l.

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает высокую15 точность регулирования качества полимера и. оперативность управления процессом полимеризации, так как процесс полимеризации имеет большое транспортное запаздывание (14-18 ч).

Конверсия мономеров по известному способу измеряется на выходе полимеизационной батареи. Кроме того, каество полимера определяет не расход модификатора, подаваемого на вход 25 батареи полимеризаторов, а скорость

его расходования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления процессом эмульсионной полимеризации, проводимой в батарее последовательно работающих полимериэаторов, при подаче раствора модификатора на вход полимеризационной батареи и регулировании температуры в полимеризаторах путем изменения расхода хладагента с коррекцией по степени конверсии мономеров на выходе полимеризационной батареи (2 ).

Недостатком известного способа является низкая точность стабилиза- 40 ции прочностных характеристик. Это объясняется тем, что не учитывается число полимерных частиц, образовавшихся в первых трех полимеризаторах батареи, а также скорость расходова- 45 ния модификатора.

Известно, что в процессе полимеризации активатор взаимодействует с инициатором и ускоряет его распад.

Это приводит к образованию полимерных частиц. Полимерные частицы обра" зуются в первых трех полимеризаторах батареи. Число полимерных частиц определяет как качество выходного продукта, так и производительность батареи полимеризаторов.

Изменение числа полимерных частиц в меньшую сторону увеличивает долю высокомолекулярных цепей в полимере и нааборот. 60

Целью изобретения является повышение точности стабилизации прочностных характеристик каучука.

Эта цель достигается тем, что согласно способу управления процессом 65 эмульсионной полимеризации, проводимой в батарее последоватетельно работающих полимеризаторов, при подаче раствора модификатора на вход полимеризационной .батареи и регулировании температуры в полимеризаторах путем изменения расхода хладагента с коррекцией по степени конверсии мономеров на выходе полимеризационной батареи, изменяют расход модификатора в обратно пропорциональной зависимости от отклонения числа полимерных частиц на выходе третьего полимеризатора батареи, а в полимеризаторах, последующих за третьим, регулированием температуры реакционной смеси осуществляют в прямо пропорциональной зависимости от скорости расходования модификатора во всех предшествующих полимериэатарах эа время пребывания реакционной смеси в этих полимеризаторах.

На чертеже приведена блок=.схема системы, реализующей предлагаемый способ.

Схема содержит полимеризаторы 1-3, трубопроводы подачи эмульсии 4, модификатора 5;,прямого хладагента, рассола 6, обратного хладагента 7 и латекса 8, чувствительные элементы ,расхода эмульсии 9 и подификатора 10, регулятор 11 расхода модификатора; регулирующий орган 12 на трубопроводе модификатора, чувствительные элементы 13 — 15 температуры, регуляторы

16-18 температуры, регулирующие органы 19-21 на трубопроводах прямого хладагента, анализатор 22 конверсии мономеров, регулятор 23 конверсии мономеров, переключатель 24, анализа- тор 25 числа полимерных частиц на выходе третьего полимеризатора батареи, элемент 26 сравнения, анализатор 27 концентрации модификатора и вычислительный блок 28.

Способ осуществляется следующим обраэом.

На вход полимеризатора 1 (полимеризационная батарея на схеме условно показана тремя олимеризаторами 1-3) по трубопроводу 4 поступает эмульсия °

Для отвода тепла, выделившегося в результате реакции полимеризации, по трубопроводу б в полимериэаторы поступает хладагент. Реакционная масса (латекс) по трубопроводу 8 выводится иэ цеха полимеризации в отделение незаполимеризовавшихся мономеров.

Расход эмульсии измеряется с помощью чувствительного элемента 9, чувствительный элемент 10, регулятор ll u регулирфощий орган 12 образуют контур регулирования расхода модификатора. Чувствительный элемент 14, регулятор 17 и регулирующий орган 20 образуют контур регулирования температуры в полимеризаторе 2. Чувствитель1016302

4м С с м

1 т эм мЕ:ч,. эм

Ю

Составитель .В.Uysanos

Редактор Н.Рогулыч Техред М.Кощтура Корректор В.Бутяга

Заказ 3315/24 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, E-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.yæãîðîä, ул.Проектная,4 ный элемент 15, регулятор 18 и регулирующий орган 21:образуют -контур регулирования температуры в полимери-. заторе 3. Конверсия мономеров на вы-.. ходе батареи Измеряется с помощью.. анализатора 22. 5

Сигнал пропорциональный конверсии мономеров поступает в регулятор конверсии мономеров 23, где сравнивается с заданным значением. Регулятор

23 может корректировать как работу 10 регулятора расхода модификатора ll„ так и работу регуляторов температуры

16-18; Для переключения линий связи служит переключатель 24. Число полимерных частиц, образовавшихся 15 в первых -трех полимеризаторах батареи (на схеме условно показано на выходе.полнмеризатора), измеряется анализатором 25. Сигнал,: пропорциональный текущему значению числа полимер- 20 ных частиц, поступает. в элемент 26 сравнения, где сравнивается с задан- ным значением. Результирующий сигнал элемента 26 сравнения, пропорциональный.величине отклонения числа полимерных частиц от заданного значения, является корректирующим сигналом для регулятора 11 расхода модифика- тора.

Концентрация модификатора на выходе третьего полимеризатора (на схеме полимеризатора 2) измеряется с помощью,анализат.ра 27. Система управления содержит вычислительный блок 28, к входу которого йодключены датчики

l0 и 27, измейякщие текущие значе- . ния расходов эмульсии, модификатора и концентрации модификатора. Вычислительный блок 28 рассчитывает время 40 пребывания реакционной смеси во всех предшествующих полимеризаторах батареи (до полимериэатора, в кото ром необходимо корректировать температуру), как отношение суьмы объемов всех предшествукхких полимеризаторов 45 ч; на расход эмульсии C эм

Далее вйчислительный блок 28 определяет скорость расходования мо"

1 дификатора W м где С,;„ — расход модификатора на входе батареи полимериза-торов м

C - концентрация исходного мо-.

О дификатора (задается);

С вЂ” концентрация модификатора м

«3 на выходе полимериэатора

2, измеренная с помощью анализатора 27.

После этого вычислительный блок

28 находит отклонение скорости расходования модификатора во всех предшествунщих полимеризаторах эа время пребывания реакционной смеси в этих полимеризаторах и в зависимости от величины отклонения а к =ж д- N вырабатывает в прямо пропорциональной зависимости корректирующий сиг-, нал регулятора температуры 18.

Таким. образом, равход модификатора и температура в полимер,.заторах по предлагаемому способу изменя.ются не только от конверсии мономеров, измеренной на выходе полимеризационной батареи. Расход модифика-: тора корректируется дополнительно от числа полимерных участиц, измер®иного на выходе третьего полимеризатора. батареи, а температуры реакционной смеси — в каждом последующем полимеризаторе батареи, .начиная с третьего от скорости расходования модификатора, определяемого во всех предшествукщих полимериэаторах за .время пребывания реакционной смеси в этих полимеризаторах.

Реализация предлагаемого способа на крупнотоннажном производстве средней мощности позволит улучшить . однородность получаемых полимерных цепей. Это способствует уменьшению среднеквадратического отклонения прочности каучука на разрыв до 3-6 единиц против 10-15. Кроме того, облегчается режим работы отгонных колонн, что способствует увеличению продолжительности пробега отгонных колонн на 5-7 дн. и Уменьшению потерь мономера-в процессе отгонки (20 кг íà l т каучука).