Способ управления процессом сополимеризации этилена с альфа- олефинами и несопряженными диенами

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СОПОЛШЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА С АЛЬФА-ОЛЕФИНАМИ -И НЕСОПРЯЖЕННЫМИ ДИЕНАМИ в реакторе, заключающийся в стабилиза дни соотношения концентраций этилена и водорода в реакционной смеси на выходереактора изменением расхода водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации вязкости по Муни поли-мера , корректируют соотношение концентраций этилена и водорода в реакцирнной смеси на выходе реактора по расходу исходной шихты, при этом указанное соотношение увеличивают при увеличении расхода исходной шихты путем уменьшения расхода водорода и уменьшают это соотношение при умень шении расхода шихты путем увеличения расхода водорода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

П9) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3492976/23-05 (22) 22. 09, 82 (46)23.12.83. Бюл. 9 47 (72)А.В. Поляков, Ф.И. Чирский, P.Ê.Ãàááàñîâ., В.П. Левицкая и Н.И. Бобровникова (53) 66. 012-52 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 223333990099,, кклл. С 08 F 10/02, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 365907, кл. G 05 D 21/00, 1969 (прототип). (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

СОПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА С АЛЬФА-ОЛЕФИНАМИ -И НЕСОПРЯЖЕННЫМИ ДИЕНАМИ в реакторе, заключающийся в стабилиза3(5D С 08 Г 210 18 G 05 D 27/00 ции соотношения концентраций этилена и водорода в реакционной смеси на выходе реактора изменением расхода водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации вязкости по Муни полимера, корректируют соотношение концентраций этилена и водорода в реакционной смеси на выходе реактора по расходу исходной шихты, при этом указанное соотношение увеличивают при увеличении расхода исходной шихты путем уменьшения расхода водорода и уменьшают это соотношение при уменьшении расхода шихты путем увеличения расхода водорода.

G2

106221 5

Изобретение относится к управлению непрерывными химическими процес" сами, в частности к управлению процессами сополимериэации этилена с альфа-олефинами и нссопряженными диенами, например этилиденнорборненом или дициклопентадиеном (далее — диены), и может быть использовано в производстве синтетического каучука различн..х марок в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ управления процессом сополимеризации этилена с альфа-олефинами, заключающийся в изменении соотношения Mo«QMcpoB B реакционной смеси, подаваемой в реак- 15 ционную зону, при из..:енснии температуры в этой зîíе (1)

Недостатком э-.oro способа является невысокая точность регулироваМуни «оННМсрВ. 3То обусловлено тем, что изменение расхода шихты, а следовательно, время пребывания реакционной смеси в реакторе постоянного объема данным способом не учитывается. Изменение времени пребывания реакционной смеси в реакторе изменяет как конверсию, так и вязкость по Муни полимера.

Вследствие этого вязкость по Му«и полимера колеблется в широких пределах.!

H аиболее близким к изобрете«ию по технической сущности является способ управлен; я процессом сополимеризации этилена с альфа-олефинами и несопря- 35 женными диенами в реакторе, заключающийся B стабилизации соотношения KQH центраций этилена и водорода в реакционной смеси на выходе реактора изменением расхода водорода (2) . 40

Соотношение этилена и водо!рода на выходе реактора является косвенным показателем качества полимера, например точки плавления (индекса расплава) продукта.

Недостатком известного способа является невысокая точность стабилизации вязкости по Муни полимера, поскольку расход шихты на реактор или время пребывания реакцио««ой массы в реакторе не учитывается.

Характерными особенностями процесса сополимеризации этилена с альфаолефинами и несопряженными диснами является то, что реакционная активность мономеров различна (на;-большей активностью обладает этилен), рост значения вязкости по Муни полимера в реакторе находится в прямой зависимости от времени пребывания реакционной смеси в реакторе, наибольшее зна-60 чение вязкости по Муни полимера при всех прочих равных условиях реакции сополимеризации достигается при малых расходах шихты, т. е . при больших значениях времени пребывания реакционной массы в реакторе. Кроме того, существует вынужденная необходимость измененияия р,1схода шихты (произ водитель«ости), связанная с обеспеченностью сырьем, работой предыдущих и последующих стадий произ водства и перехо:oM на выпуск разных марок каучука.

Строгая стабилизация соотношения этилена и водорода в реакционной смеси на выходе реактора на заданном гocтоянном значении без корректировки его по расходу шихты является одной иэ причин колебаний вязкости по Муни полимера в широком диапазоне. !!елью изобретения является повышение точности стабилизации вязкости по Муни полимера.

Эта цель достигается тем, что согласно способу управления процессом сополимеризации этилена с альфа-олефинами и несопряженными диенами в реакторе, заключающемуся в стабилизации соотношения концентраций этилена и водорода в реакционной смеси на выходе реактора изменением расхода водорода, корректируют соотношение концентраций этилена и водорода в реакционной смеси на выходе реактора по расходу исходной шихты, при этом укаэанное соотношение увеличивают при увеличении расхода исходной шихты путем уменьшения расхода водорода и уменьшают это соотношение при уменьшении расхода шихты путем увеличения расхода водорода.

Такой прием учитывает по расходу шихты на реактор время пребывания реакционной массы в реакторе и способcTBóåò повышению точности стабилизации вязкости по Муни полимера при работе реактора на различных нагрузка:;.

На чертеже представлена блок-схема, с помощью которой реализуется способ управления процессом сополимеризации =-тилена с альфа-олефинами и несопряженными диенами.

Блок-схема включает холодильник 1 шихты, реактор 2, контур регулирования расхода этилена, включающий датчик 3 расхода, регулятор 4 и клапан 5, контур регулирования пропилена, включающий датчик б расхода, регулятор 7 и клапан 8, контур регулирования расхода диена, включающий датчик 9 расхода, регулятор 10 и клапа« 11, контур регулирования расхода растворителя, включающий датчик 12 расхода, регулятор 13 и клапан 14, контур регулирования расхода сокатализатора, включающий датчик 15 расхода, регулятор 1б и клапан 17, контур регулирования расхода катализатора, включающий датчик 18 расхода, регулятор 19 и клапан 20, датчик 21 расхода шихты, блок 22 коррекции соот ношения, датчик 23 концентрации эти10622) 5

Таким образом„ учитывая расход шихты (нагрузку) на реактор время пребывания реакционной массы в реакторе) и корректируя при этом соотношение этилена и водорода в реакционной смеси на выходе реактора изменением расхода водорода, повышают точность стабилизации вязкости по Муни полимера.

Данные, полученные путем.вычисления значения вязкости по Муни беэ учета и с учетом изменения расхода шихты на реактор, даны в таблице.

Значения показателей

Показатели

Значение вязкости по Муни без учета расхода шихты,ед 45 48,5 46,5

46 45,5 42 41 38,5 39,5

То же, с учетом расхода шихты, ед. 41 40 39

38,5 40

41,5 40,5 39 40,5

Как видно из данных таблицы значе- процессом без учета расхода шихты нание вязкости по Муни при управлении 65 ходится в диапазоне 38,5-48,5 ед., лена и водорода, блок 24 соотношения этилена и водорода, регулятор 25 соотношения этилена и вдорода и контур регулирования расхода водорода, включающий датчик 26 расхода, регулятор 27 и клапан 28.

Предлагаемый способ управления осуществляется следующим образом.

Захоложенную в холодильнике 1 шихту, включающую этилен, пропилен, диен, растворитель, сокатализатор и водород, подают в реактор 2, где под воздействием температуры и компонентов катализатора осуществляют полимеризацию мономеров. Расход катализатора в реактор 2 подают по отдельному трубопроводу.

Расход этилена. стабилизируют регулятором 4, получающим информацию от.датчика 3 и воздействующим на клапан 5. 20

Расход пропилена стабилизируют регулятором 7, получающим информацию оТ датчика 6 и воздействующим на клапан 8.

Расход диена стабилизируют регулятором 10, получающим информацию от датчика 9 и воздействующим на клапан 11.

Расход растворителя стабилизиру ют регулятором 13, получающим информацию от датчика 12 и воздействующим на клапан 14.

Расход сокатализатора стабилизируют регулятором 16, получающим информацию от датчика 15 и воздействующигл íа клапан 17.

Расход катализатора стабилизируют регулятором 19, получающим информацию от датчика 18 и воздействукщим на клапан 20.

Расход этилена является ведущим. 4О потокогл, расходы пропилена, диена, растворителя, катализатора являются ведомыми потоками, их подают в постоянном весовом соотношении к расходу этилена. Информацию от датчи- 45 ка 3 расхода этилена в качестве задания подают на регуляторы 7, 10, 13 и 19 расходов пропилена, диена, растворителя и катализатора соответственно. Расход сокатализатора подают5ц в постоянном весовом соотношении к расходу катализатора. Информацию от датчи <а 18 расхода катализатора в качестве задания подают на регулятор

16 расхода сокатализатора. Производительность (нагрузку) реактора устанавливают вручную путем изменения задания регулятору 4 расхода этилена.

Расход шихты на входе в реактор 1 контролируют датчиком 21, передающим информацию через блок 22 коррекции соотношения регулятору 25 соотношения этилена и водорода.

Вязкость по Муни полимера на выходе реактора определяют по косвенному показателю — соотношение этилена и водорода на выходе реакционной смеси из реактора.

Концентрацию этилена и водорода на выходе реактора контролируют датчиком 23, например хроматографом, передающим информацию через блок 24 соотношения этилена к водороду регулятору 25 соотношения этилена и водорода.

Регулятор 25 является типовьм

ПИ-регулятором, получающим информацию от блока 22 коррекции соотношения и от блока 24 соотношения этилена и водорода и воздействующим на задание регулятору 27 расхода водорода. Расход водорода регулируется регулятором 27, получающим информацию от датчика 26 и регулятора

25 и воздействующим на клапан 28.

Температуру и давление в реакторе 2 и температуру шихты в холодильнике 1 стабилизируют известным способом.

1062215

ВоРор

7ро

Дион

Palm

Пыатаю

Составитель B. Шувалов

Техред Т,Наточка Корректор А. Ильин

Редактор Н. Егорова

Заказ 10154/26 Тираж 494

В!1ИИПП Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 т. Е. отклонение от среднего значения

43,5 ед. составляет 5 ед., тогда как при управлении процессом с учетом расхода шихты отклонение вязкости по у@и составляет 1 1,5 ед. от среднего (заданного его значения, равного 40 д.

Предварительная оценка эффективности предлагаемого способа управления процессом сополимеризации этилена с альфа-олефинами и диенами показывает, что в связи со значитеяьным повышением точности стабилизации вязкости по Иуни полимера снижаются расходные нормы на тонну каучука по пропилену на 2 кг, а по диену — на

0,5 кг.