Способ регулирования процесса эмульсионной полимеризации

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭМУЛЬСИОННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ в ба , тарёё последовательно установленных i V полимеризаторов при подаче инициато-ра и активатора в первый полимеризатор , заключающийся в изменении подачи инициатора в зависимости от конверсии мономеров, измеренной в головной части батареи, о тли ч аю щ и и с я тем, что,с целью повышения точности стабилизации вязкости полимера по Муни, корректируют конверсию мономеров на выходе батареи полимеризаторов в зависимости от отношения скорости расходования инициатора к скорости расходования активатора , определяемого на выходе третьего полимеризатора батареи, при этом при увеличении указанного отношения включает в работу резервный (Л полимеризатор, а при уменьшении прямо прсэторционально уменьшают температуры в полимеризаторах батареи. оо о со а со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИЙ (19) . (И) А

3 С 08 F 2/22; G 05 0 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 ."--... l

"- л р:;,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:,,, К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3433479/23-05 (22) 30.04.82 (46) 23,07.83.Бюл. И 27 (72)Т.И;Исмаилов и:И. А.Иехтиев (71) Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации . нефтяной и химической промышленности (53) 66.012-52(088.8) . (56) 1. Голубятников B.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов и АСУП в химической. промышленности, N., "Химия", 1978, с.240, рис. 120.

2. Авторское свидетельство СССР

М 168441, кл. С.08 Р 2/22, 1962 (прототип}. (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕС-

СА ЗИУЛЬСИОННОЙ ПОЛИИЕРИЗАЦИИ в ба, тарее последовательно установленных полимеризаторов при подаче инициатора и активатора в первый полимери-. затор, заключающийся в изменении подачи инициатора в зависимости от конверсии мономеров, измеренной в головной части батареи, о т л и ч аю щ и й. с я тем, что,с целью повышения точности стабилизации вязкости полимера по Иуни, корректируют конверсию мономеров на выходе батареи полимеризаторов в зависимости от от- ношения скорости .расходования инициатора к скорости расходования активатора, определяемого на выходе третьего полимеризатора батареи, при этом при увеличении указанного отно- а шения включает в работу резервный полимеризатор, а при уменьшении прямо пропорционально уменьшают температуры в полимеризаторах батареи.

1030369 2

Изобретение относится к автомати" зации процессов.полимеризеции и может быть использовано в проиышлан" ности синтетического каучука.

Известен способ регулирования 5 процесса полимериэации дивинила со стиролам, согласно которому расход инициатора изменяют. в зависимости от расхода углеводородной шихты t 1). 10

Однако данный способ не обеспечивает высокое качество полимера. Это обьясняется,тем, что при изменении расхода инициатора па данному способу не учитываются конечные параметры пра 15 цесса.

I

Наиболее близким к изобретению. по технической сущности является способ регулирования процесса эмульсианной палимерияации в батарее последава тельйо установленных полимеризаторов . при подаче инициатора и активатора в первый полимеризатар, эаключающий-! ся в изменении подачи инициатора в 25 зависимости от конверсии мойамеров, измеренной в головной части батареи f2).

Недостаткам известного способа

30 являются ограниченные возможности в отношении повышения точности стабилизации вязкости полимера по Иуни. Это абьясняется тем, что он не учитывает изменение отношения скорости расходования инициатора к скорости расходования активатора в реакционной массе. Значительные изменения этого отношения могут . приводить, с одной стороны, к ускорению таких реакций, как разветвление и сшивание полимерных целей, а, с другой стороны, к уменьшению числа образовавшихся полимерных частиц. на выходе третьего полимеризатора батареи (полимерные частицы образуют: 45. ся в первых трех полимеризаторах). Это отрицательно сказывается на качестве получаемого полимера, так как.изменение числа полимерных частиц в меньшую сторону увеличивает 50 .долю низкомолекулярных цепей в полимере и наоборот. Известно, что в процессе палимеризации активатор взаимодействует с инициатором и уско ряет ега распад, а это приводит 55 к образованию полимерных частиц. Чис ло же полимерных частиц определяет качество выходного продукта.

Целью изобретения являетсз повышение точности стабилизации вязкости .полимера по Иуни.

Зта цель достигается тем, чта по известному способу регулирования процесса эмульсианной полимеризации в батарее последовательно установленных полимериэаторов при подаче инициатора и активатора в первый полимеризатор, заключающемуся в изменении подачи инициатора в зависимости ат конверсии мономеров, измеренной в головной части батареи, корректируют конверсию мономеров на выходе батареи полимериэаторов в зависимости ат отношения скорости pacxopîeàния инициатора к скорости расходавания активатора, определяемого на выходе третьего палимеризатора батареи, при этом при. увеличении укаэанного отношения включают в работу резервный полимеризатор, а при уменьшении прямапрапорцианально уменьшают температуры в полимеризатарах бата реи.

На чертеже показана блок-схемасистемы, реализующей данный способ.

Система содержит основные полимеризаторы 1 и 2,. резервный полимеризатар 3, трубопроводы," эмульсии

4, углеводородной шихты 5, активатора б, инициатора 7, латекса 8 и 9 прямого хладагента 10 и обратного хладагента li, чувствительные weменты, расхода эмульсии 12, активатора 13 и. инициатора 14, регулятор

l5 расхода инициатора, регулирующий орган 16 на трубопроводе 7, анализа- тор 17 конверсии манамеров, датчик

18 температуры в. полимеризатаре 1, регулятор 19 температуры в палимеризаторе 1, регулирующий орган 20 на трубопроводе хладагента в полимеризаторе 1, .датчик 21 температуры в полимеризаторе 2, регулятор 23 температуры в;лолимеризаторе 2; регулирующий орган.22 на трубопроваде хладагента в палимериэатаре 2;: датчик

24 темйературы в полимеризаторе 3, регулятор 25 .температуры в полимери заторе 3, регулирующии орган 2б на трубопроводе хладагента в полимеризаторе 3,. анализатор 27 концентрации инйциатора, анализатор 28 концентрации активатора, анализатор 29 канверсии маномеров йа выходе полимеризационйой батареи, вычислительный блок

30, регулятор 3.1 конверсии мономе1030369

3 ров на выходе полимеризационной батареи, переключатель 32, импульсный элемент 33, а также регулирующие органы 34 и 35.

Способ осуществляют следующим образом..

Батарея полимеризаторов на схеме условно представлена тремя полимеризаторами 1-3, Полимеризатор 3 резервный, По трубопроводу 4 на вход поли-. меризатора 1 подается эмульсия, состоящая из углеводородной шихты, водной фахы и модификатора (последние на схеме не обозначень ). В трубопровод 4 подается также по трубопроводу 15

6 активатор, а по трубопроводу 7инициатор. Латекс по трубопроводам

8 и 9 (минуя резервный полимеризатор, или из резервного полимеризатора), выводится из цеха полимеризации в от- 20 деление отгонки мономеров- от латекса. Для отвода тепла реакции полимеризации в полимеризаторы подают хладагент. Расход эмульсии измеряется .чувствительнь1м элементом 12, а расход 25 активатора -:чувствительныи элементом 13. Чувствительный элемент 14, регулятор 15 и регулирующий орган 16 образуют контур регулирования расхода .инициатора. Заданием для регулятора расхода инициатора 1 является выходной сигнал анализатора 17, пропорци. ональный величине конверсии мономе. ров на выходе головного полимеризатора батареи. Конверсия мономеров зз на выходе головного полимеризатора батареи измеряется анализатором 17.

Температура в полимеризаторе 1 измеряется датчиком .18 и регулируется регулятором 19 с воздействием

4О на регулирующий орган 20. Аналогично регулируется температура и в полимеризаторах 2 и 3. Концентрация инициатора и активатора на выходе треть его полимеризатора батареи < на схеме условно .показана после лервого полимериватора) измеряется соответственно анализаторами 27 и 28. Конверсия маномеров на выходе полимеризационной батареи измеряется анализа-.. 0 . тором 29. Система регулирования со.держит вычислительный блок 30,- ко входу которого подключены сигналы от датчиков 12-14, 27 и 28, измеряю" щие текущие значения расхода эмульсии, активатора, инициатора, концентрации инициатора и активатора на выходе третьего полимеризатора. батареи.

Первоначально вычислительный блок

30 рассчитывает время пребывания реакционной смеси Г в первых трех полимеризаторах батареи как отношение . суммы объемов первых трех полимеризаторов батареи (объемы всех полимеризаторов одинаковы ) на секундный расход эмульсии 6 ам

3М эм

Далее определяется скорость расхо" дования инициатора Mg .

Йи о)Ь м С1

И где, - расход инициатора на вход батареи полимеризаторов,измеренный чувствительным и элементом 14; (. - концентрация исходного ини" циатора (задается);

С" - концентрация инициатора на

1. выходе полимеризатора 1, измеренная с помощью анализатора 2 .

После этого находится скорость расходования активатора W

0 о оЖЭм-41 у где 6 - расход активатора на вход

g батареи полимеризаторов, измеренный чувствительным элементом 13;

С - концентрация исходного активатора (задается);

1. - концентрация активатора а на выходе полимеризатора

1, измеренная с помощью, анализатора 28.

Далее находится отношение P схорости расходования йнициатора к скорости расходования активатора в первых трех -полимеризатарах батареи и отклонение его от номинала:

gp pt3QQ

И, наконец, вычислйтельный блок

30 в зависимости от найденного значения h,g вырабатывает корректирую-. щий сигнал регулкроpy 31.При уменьшении выходного сигнала

:вычислительного блока 30 регулятор

31 (:при помощи переключателя. 327

:воздействует на регуляторы 19 и 22

1O3O369 6

Составитель В.Шувалов.

Редактор Н.Егорова Техред T.Èàòo÷êà Корректор В.Бутяга

Заказ 51O6/27 Тираж 494 . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 температуры, а при увеличении сигнала регулятор 31 подключает резервный полимеризатор 3 путем открытия регулирующего органа 35 и закрытия регулирующего органа 34. 5

Таким образом, заданное значение конверсии мономеров на выходе поли меризационной батареи по предлагаемому способу изменяется от отклонения 10 отношения скорости расходования ини-. циатора к скорости расходования активатора, определяемого на выходе третьего полимеризатора батареи. Это обеспечивает повышение точности стабилизации вязкости полимера по Муни.

Реализация способа на крупнотоннажном производстве средней мощности позволит уменьшить среднеквадратическое отклонение вязкости полимера по Муни на 503 по отношению к извест. ному способу.