Способ управления процессом водной дегазации изопренового каучука

 

Сущность изобретения: измеряют температуру дегазации, давление паровой фазы , размеры дегазируемой крошки каучука, изменяют соотношение пар-полимеризат в зависимости от температуры дегазации, средний размер крошки каучука с максимальным значением частоты и стабилизируют дозировку антиагломератора, при этом корректируют соотношение расходов парполимеризат по отклонению давления паровой фазы от заданного значения и корректируют дозировку антиагломератора в зависимости от соотношения пар-полимеризат и отклонения среднего размера крошки каучука зоны с максимальным значением частоты от заданного значения. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 48 I 3463/05 (22) 10.04.90 (46) 30.10.92. Бюл. N 40 (71) Воронежское опытно-конструкторское бюро автоматики Научно-производственного объединения "Химавтоматика * (72) А,П,Болдырев, А.П.Ворожейкин, 10.И. Бо р ей ко, Ю. В, Р одн ых, В.И. Гал ки н, В.Р.Турчинский, А.Д.Голев и А.А.Зайдуллин (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1078880, кл. С GB 2/06. 1986.

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов производства синтетических каучуков, а конкретно — водной дегазации каучука, и может быть использовано в производстве

СКИ и других производств в химической и нефтехимической промышленности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ управления процессом водной дегазации каучука путем сортировки крошки каучука по зонам в зависимости от размеров (диаметров) частиц, определения частости каждой зоны и изменения соотношения расходов пар — полимеризат в зависимости от отклонения среднего размера крошки каучука зоны с максимальным значением частости от заданного значения размера. ц„5Ц „„177Х1ЯЪ А1 (st)s 6 05 D 27/00, С 08 С 2/06 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВОДНОЙ ДЕГАЗАЦИИ ИЗОПРЕНОВОГО

КАУЧУКА (57) Сущность изобретения: измеряют температуру дегазации, давление паровой фазы, размеры дегазируемой крошки каучука, изменяют соотношение пар-полимеризат в зависимости от температуры дегазации, средний размер крошки каучука с максимальным значением частоты и стабилизируют дозировку антиагломератора, при этом корректируют соотношение расходов парполимеризат по отклонению давления паровой фазы от заданного значения и корректируют дозировку антиагломератора в зависимости от соотношения пар-полимеризат и отклонения среднего размера крошки каучука зоны с максимальным значением частоты от заданного значения. 1 ил.

Недостатком известного способа является недостаточно высокое качество дегазации и связанное с этим снижение качества обрабатываемости каучука на стадии выделения и сушки каучука, т.к, в способе подача антиагломератора не увязана с размерами дегазируемой крошки каучука, Целью изобретения является повышение качества дегазации и снижение расхода антиагломератора, Положительный эффект заключается в увеличении содержания крошки каучука с оптимальными размерами частиц и за счет этого соответственно увеличение точности регулирования остаточного содержания углеводородов в крошке каучука и уменьшение расхода антиагломератора на тонну каучука.

1772793

На чертеже приведена блок-схема для реализации способа в производстве каучука

СКИ-З, На чертеже изображены; дегазатор 1, датчик 2 расхода полимеризата, контур регулирования расхода пара, состоящий иэ датчика 3, регулятора 4, клапана 5, контур регулирования расхода раствора антиагломератора, состоящий из датчика 6, регулятора 7, клапана 8, датчик 9 температуры дегазации, датчик 10 давления паровой фазы, датчик 11 размера крошки каучука (при отсутствии датчика размер крошки определяется лабораторным методом) и управляющая вы числ ител ьна я машина (УВ М) 12.

Потоки полимеризата, пара и циркуляционной воды подают через крошкообразователь в дегаэатор1. В крошкообраэователе полимер, содержащийся в полимеризате, разбивается поддействием пара на крошку, иэ которой отгоняется D крошкообразователе основная часть улеводородов, а остальная часть — в дегазаторе, Экспериментальные исследования показали, что при увеличении соотношения расходов пар — полимеризат уменьшаются размеры дегазируемой крошки каучука, увеличивается пористость крошки и, следовательно, увеличивается поверхность контактирования частиц, через которую . происходит диффузия остаточных углеводородов крошки с раствором.

Размеры крошки должны быть в пределах, требуемых технологическим регламентом, т.к, при больших размерах крошки ухудшается качество дегазации эа счет мало развитой поьерхности контактирования, При малых же размерах крошки происходит засасывание частиц крошки паровым потоком, отводимым с верха дегазатора через фильтры на конденсацию паров. При этом возможны случаи забивки фильтров крошкой, что нарушает ритмичность работы агрегатов дегазации.

Косвенным показателем забивки фильтров (а следовательно, и образования мелкой крошки) является давление паровой фазы, которое увеличивается при забивке фильтров.

Циркуляционная вода, подаваемая в крошкообразователь на смешение с потоками пара и полимеризата, предварительно .заправляется ан-,иагломератором, приготовленным на основе, например, стеариновой кислоты. Ан1иагломератор покрывает поверхность частиц каучука пленкой и препятствует комковани о (слипанию частиц) каучука.

Он1 <О< 4al где i — номер зоны; = 1,2„„,п; п — количество эон.

При этом, если условие (1) не выполняется, увеличивают номер зоны и сравнивают измеренное значение б размера крошки с верхним бц. и нижним d>l+ допустимыми пределами следующей зон ы.

Если условие (1) выполняется, то производят счет частиц, соответствующих верхнему и нижнему допустимым пределам анализируемой зоны. Таким образом, сортируют крошку по ее размерам.

Определяют частость tl каждой зоны по формуле: г;—

К

К l =1 (2) rye Nl — количество частиц, соответствующих верхнему и нижнему допустимым пределам i-ой зоны.

Выбирают максимальное значение частости гаах и запомина!От HoM8p Ntnax зоны с максимальным значением частости.

Чем больше развита поверхность контактирования крошки, тем больше должна быть дозировка антиагломератора.

Таким образом, формирование крошки

5 каучука (размеры и структура), а следовательно, и качество дегазации ее существенно зависят от подачи пара и антиагломератора, Дегаэированная крошка каучука, содер10 жащая незначительное количество остаточных углеводородов, отводится из куба дегазатора 1 в виде пульпы (взвесь крошки в воде) на последующие стадии производства каучука — выделения и сушку.

15 Управление процессом водной дегазации каучука осуществляют следующим образом: отбирают постоянну|о по объему пробу пульпы каучука, например, с периодичностью 1 раз в 30 мин. Измеряют датчи20 ком 11 размеры крошки каучука (либо определяют размеры лабораторным методом), Информацию с датчиков 2, 3, 9, 10, 11 соответственно расхода полимериэата, расхода пара, температуры дегазации, давле25 ния паровой фазы, размеров крошки каучука подают в УВМ 12. Измеренное значение размера d (например, диаметра) крошки сравнивают с верхним бц и нижним б>ц допустимыми пределами i-той эо30 ны:

1772793

) =1

dcp

К

1 (3) где J — номер крошки в зоне;

К вЂ” количество частиц в зоне, Определяют отклонение среднего размера крошки каучука от заданного значения: М = dcp дэад, (4)

ФОрМИруЮт КаррЕКцИЮ Л К и — пт 1 заданного соотношения расходов пар- полимеризат в зависимости от найденного отклонения Ad, например по ПИ вЂ” закону регулирования;

AÊn-ттт„Knt Ad Ки1+ f Ad dt, о

20 где Кл, К„„— настроечные параметры регулятора;

t — время интегрирования.

При этом при положительном значении 25

Ad увеличивают заданное значение соотношения расходов пар — полимериэат и наоборот.

Формируют коррекцию AKn-nag заданного соотношения расходов пар — пол- 30 имеризат по отклонению температуры Т дегазации от заданного значения Тзэд:

AKn-пт2= Кщ AT+ Ки2 ) AT dt, (6) 35 о где Кп2, Ки2 — настроечные параметры регулятора;

D» = Dà,í „ + D,»íI (13)

I =1

По информации с датчика 2 расхода полимеризата определяют управляющее воэ45 действие Gn ð" на расход пара:

Опар = Kn-пт Опт (14) и управляющее воздействие Оан"д нэ расход антиагломератора:

Определяют средний размер dcI, крошки каучука в зоне с максимальным значением частости:

Ь Т Таад Т °

Формируют коррекцию Л К и — » з заданного соотношения расходов пар — полимериэат обратно пропорционально изменению давления паровой фазы относительно его заданного значения, т.к. изменение давления характеризует изменение крошки в перерыве между отборами проб:

A Kn — птз = Кпэ (Рэад Р) (7) где Рэад, Р— заданное и текущее значения давления паровой фазы;

Кпэ KOHCTGHTÇ, Определяют скорректированное эначеwe Kn-ïò"д заданного соотношениЯ Расходов пар — полимеризат: э

Кп птэад = Kn-пт +,), A K и — пт ) (8) 1=1 где Кп-пт — начально заданное значение о соотношения расходов пар — полимеризэт.

По информации с датчиков 2 и 3 рас. ходов Gm u Gnsp соответственно полимеризата и пара определяют текущее значение соотношения расходов пар — полимериээт: па ар

G p

Kn — пт = — - (9)

Gm

Определяют отклонение текущего значения соотношения расходов пар — полимеризат от его скорректированного заданного значения:

A Кп-пт = Кп-пт-Кп-пт"" (10)

Формируют коррекцию Л 0ан1 заданного значения дозировки антиагломератора в зависимости от отклонения соотношения расходов пар — полимеризат;

D»1 Kn4 A Kn-пт+ Ки4 .) A Кп-пт dt, о где Кп4, Ки4 — настроечные параметры регулятора, константы.

Формируют коррекцию A D,„2 заданного значения дозировки антиагломератора в зависимости зт отклонения Л d среднего размера крошки каучука от заданного значения: т

A D ng — Кп5 Ad + Kè5 ) A d dt (12) о

ГдЕ Кп5 Кив . — НаСтрОЕЧНЫЕ ПараМЕтрЫ регулятора, константы.

Определяют скорректированное значение заданной дозировки антиагломератора по формуле; эад Gm Спол D»a 15} ан ан

Сан

Изобретение иллюстрируется следующим примером его выполнения.

Отбирают пробу пульпы каучука, которая содержит, например, деся ь частиц следующих размеров 12, 10, 7, 8, 14. 17. 19, 15, 6мм, 1772793

Сортируют частицы по размерам, например с помощью калибровочных сит с диаметрами отверстий 5, 10, 15, 20 мм.

Первоначально пробу пульпы подают на сито с ячейками наименьшего диаметра (5 мм), затем оставшуюся часть пробы подают на сито с ячейками 10 мм и т,д. Таким образом, пробу сортируют по зонам с соответствующими размерамиОпределяют частость каждой зоны по формуле;

Ni

rl—

Ni

l =1

0 и- — =0

5 г2 = — =0,5

3 гз = — =0,3

2 г4= — =02

Y5 = — = 0

Выбирают максимальное значение часT0Tbl: Imax - 0,5 второй зоны. Определяют средний размер частиц крошки каучука в зоне с максимальной частостью.

6+7+8+ + "0 8 оср

Определяют отклонение среднего размера частиц крошки от заданного значения

Л б Jep бзад

Л d = 8 — 12 = -4.

Определяют коррекцию соотношения расходов пар — полимеризат в зависимости от отклонения Ь d, Например, по пропорциональному закону регулирования

Л К и — пт 1 = 0,01 . A d = 0,01 (-4) = -0,04, где 0,01 — коэффициент пропорциональности.

Определяют коррекцию соотношения расходов пар — полимеризат по отклонению температуры дегазации от заданного значения. При этом допустим Т = 105 С, Т"" =

=1060C.

ЛKп — птр - 0,02 (Т "д -T) = 0,02 ° 1==

=0,02.

Определяют коррекцию соотношения расходов пар- полимеризат по отклонению давления паровой фазы от его заданного значения, При этом допустим

Р=2,3 > Рзад=20 см см

ЛК и — пт 3 = 0.05 (2 — 2,3) = -0,015

Определяют скорректированное значение заданного соотношения расходов пар— полимеризат:

K n"-пт = -0 04 + 0,02 — 0,015 + 0,3 =

15 =0,265.Определяют текущее значение соотношения расходов пар — полимеризат по измеренным расходом пара и полимеризата. При этом допустим:

20 Gn - 10 т/час, Gnr = 30 т/час.

Кп-пт = — =- 0,3 °

Определяют отклонение текущего соот25 ношения пар — полимериэат от его скорректированного значения:

Л Кп-пт = Кп-пт Кп-пт д 0,3 — 0,265 =

=0,035.

Определяют коррекцию заданной дази30 ровки антиагломератора по отклонению

ЛКп-пТ, например, по пропорциональному закону регулирования:

A D ан ", - = 2,0 0,035 = 0,07, где 2,0 — коэффициент и ропорционал ьно35 сти.

Onределяют коррекцию заданной дозировки антиагломератора пропорционально отклонению среднего размера частиц крошки каучука от его заданного значения:

40 Л Оанg =0,01 Ьб=0,01 (4,0)= 004.

Определяют скорректированное значение заданной дозировки антиагломератора:

Оан =0ан + Оан! зад о

45 I 1

0анзад = 8,5+ 0,07 0,04 = 8,55

Определяют управляющее воздействие на расхоq пара

Опар ад = Кп-птзад Опт= 0,265 30 = 7,95

50 т/час.

Определяют управляющее воздействие на расход антиагломератора:

< Опт Спол П зад

55 " С„-1000

Оач = — — 7.99 = 0,95 т/час

30 12

3.0 1000

Формула изобретения

Способ управления процессом водной дегазации изопренового каучука путем из1772793

Составитель В.Галкин

Техред M,Ìoðãåíòàë

Корректор Т.Палий

Редактор

Заказ 3846 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 мерения температуры дегазации, давления паровой фазы, размеров дегазируемой крошки каучука, сортировки частиц каучука по зонам в зависимости от размеров крошки определения частости каждой зоны, изменения соотношения расходов гоар-полимеризат в зависимости от температуры дегазации, среднего размера крошки каучука зоны с максимальным значением частости и стабилизации дозировки антиагломератора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения стоков, повышения качества дегазации каучука и снижения расхода антиагломератора, корректируют соотношение расходов пар — полимеризат обратно пропорционально изменению давления паровой фазы против его заданного значения, корректируют дозировку антиаг. ломератора в зависимости от изменения со5 отношения расходов пар-полимеризат и отклонения среднего размера крошки каучука зоны с максимальным значением частости от заданного значения размеров, причем при увеличении соотношения расхо10 дов пар — полимериэат и (или) увеличения отклонения среднего размера крошки каучука зоны с максимальным значением частости против заданного размера ее увеличивают дозировку антиагломератора и

15 наоборот.