Способ управления периодическим процессом полимеризации термоэластопластов

 

Изобретение относится к автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано в производстве синтетических каучуков. Сущность изобретения: способ осуществления в параллельно работающих реакторах путем последовательной загрузки реагентов и регулирования индекса расплава изменением дозы катализатора. Проводят сначала в реакторах периодический процесс полимеризации бутадиенстирольного термоэластопласта ДСТЗОР с последующей перекачкой продукта в смеситель, при этом корректируют дозу катализатора в зависимости от индекса расплава ДСТЗОР в смесителе, регулируют индекс расплава наполненного полистиролом термоэластопласта ДСТЗОР2ОПС в зависимости от индекса расплава ДСТЗОР в смесителе изменением дозы катализатора при периодической полимеризации полистирола в отдельном реакторе и смешением полимтирола с ДСТЗОР, причем при низком индексе расплава ДСТЗОР увеличивают дозу катализатора для полимеризации полистирола и наоборот при высоком индексе расплава эту дозу уменьшают. 1 ил.

Изобретение относится к автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано в производстве синтетических каучуков.

Известен способ управления периодическим процессом полимеризации путем последовательной загрузки в реактор растворителя, катализатора, бутадиена, первой порции стирола, разветвляющего агента, второй порции стирола и второй порции катализатора с завершением процесса полимеризации после загрузки каждой порции мономера и коррекцией дозы катализатора в зависимости от величины индекса расплава ранее полученного в этом либо другом реакторе готового продукта.

Однако в известном способе невозможно добиться высокой производительности труда, так как получение полистирола осуществляется в этом же реакторе, но при концентрации стирола в шихте всего лишь 8% (максимально возможная оптимальная концентрация мономеров в шихте составляет порядка 30%). Таким образом, при полимеризации второй порции стирола (полистирола) реактор используется неэффективно. Кроме того, в известном способе невозможно выделить влияние качественных показателей полистирола (результат полимеризации второй порции стирола) на качество готового продукта, потому что процесс проводится в одном реакторе. Отсюда вытекает и невозможность воздействия на процесс с целью повышения качества готового продукта.

Сущность изобретения заключается в том, что по способу управления периодическим процессом полимеризации термоэластопластов ДСТ30Р2ОПС в параллельно работающих реакторах путем последовательной загрузки реагентов и регулирования индекса расплава изменением дозы катализатора с целью повышения производительности труда и качества готового продукта проводят сначала в реакторах периодический процесс полимеризации ДСТ30Р с последующей перегонкой продукта в смеситель, при этом корректируют дозу катализатора в зависимости от индекса расплава ДСТ30Р в смесителе, регулируют индекс расплава ДСТ30Р20ПС в зависимости от индекса расплава ДСТ30Р в смесителе изменением дозы катализатора при периодической полимеризации полистирола в отдельном реакторе и смешением полистирола с ДСТ30Р, причем при низком индексе расплава ДСТ30Р увеличивают дозу катализатора для полимеризации полистирола и наоборот при высоком индексе расплава эту дозу уменьшают.

На чертеже представлена схема системы управления, с помощью которой реализуется предлагаемый способ.

Схема состоит из реактора 1 для получения ДСТ30Р, реактора 2, в котором получают полистирол и ДСТ30Р, смесителя 3, отсечных клапанов 4-13 на линиях подачи растворителя, катализатора, бутадиена, стирола и разветвляющего агента, датчиков 16-25 расхода растворителя, катализатора, бутадиена, стирола и разветвляющего агента, отсечных клапанов 14 и 15 на линиях подачи ДСТ30Р и полистирола в смеситель 3, датчика 26 индекса расплава в циркуляционном контуре смесителя 3, клапанов 27, 28 на линиях подачи хладагента в рубашки реакторов 1, 2, вычислительной машины 29.

Способ управления осуществляется следующим образом.

В вычислительную машину вводят рецептуру проведения периодического процесса полимеризации ДСТ30Р, которая включает в себя следующие параметры: С_тр³= 6,5 м³ заданная доза растворителя; С_тс³ 540 л заданная доза стирола; С_тк С_ткi-1³ 250 л ориентировочная доза катализатора, равная дозе катализатора, загруженного в последнем цикле в один из реакторов (С_ткi-1³) С_тб³= 1,8 м³ заданная доза бутадиена.

С_та³= 50 л заданная доза сшивающего агента.

Далее в ЭВМ вводят признак автоматического ведения процесса и осуществляют расчет заданной дозы катализатора по формуле С_тк³=С_ткi-1³+К˙(I³-I_i), где К коэффициент; I³= 4,5 заданный индекс расплава; I_i текущий индекс расплава от датчика 26.

Затем автоматически производится процесс полимеризации ДСТ30Р в следующей последовательности. Открываются клапаны 4,7 на линиях подачи растворителя и стирола, определяется расход продуктов по датчикам 16, 19 и по достижении фактически загруженных доз растворителя и стирола, равных требуемым С_тр³иС_тс³, клапаны 4, 7 закрываются. После перемешивания аналогично загружается катализатор с использованием отсечного клапана 5 и датчика 17 расхода. Далее при постоянном перемешивании осуществляется процесс полимеризации стирола, для чего задается выдержка, равная 1 ч. Затем аналогично загружается бутадиен, проводится полимеризация с последующей загрузкой сшивающего агента.

Подсчет фактического количества (дозы) продуктов, загружаемых в реактор, осуществляется методом интегрирования по формуле C_т= F_i·Δt где F_i мгновенное значение расхода от датчиков 16-25, Δt дискретность поступления информации от датчиков расхода.

После завершения сшивки готовый ДСТ30Р через отсечной клапан 14 перекачивается в смеситель 3. После заполнения смесителя осуществляется процесс полимеризации полистирола в реакторе 2, для чего в вычислительную машину вводят рецептуру С_трпс³= 6,5 м³ заданная доза растворителя;
С_тспс³ 2,34 м³ заданная доза стирола;
С_ткпс³= С_ткпсi-1³ 350 л ориентировочная доза катализатора, равная дозе катализатора, загруженного в последнем цикле (С_{ткпс i-1}):
С_ткпс=С_ткпсi-1³+L˙(I³-I_i), где L коэффициент.

В вышеизложенном примере рецептура подобрана с расчетом максимальной концентрации полимера, и для наполнения 20%-ным полистиролом в ДСТ30Р20ПС требуется к содержимым от пяти реакторов ДСТ30Р, выгруженных в смеситель, добавить содержимое одного реактора раствора полистирола. При нарушении ритмичности (пять реакторов с ДСТ30Р и один с полистиролом) количество раствора полистирола для получения ДСТ30Р20ПС можно рассчитать исходя из объемов продуктов и концентраций полимера в полимеризате.

В качестве катализатора в процессе полимеризации ДСТ30Р и полистирола применяют нормальный бутиллитий в растворе толуола с концентрацией 0,25 моль/л. Для "сшивки" используется сочетающий агент типа ТЭОС (тетраэтоксисилон) в растворе толуола с концентрацией 8% Температура химических реагентов перед загрузкой в реакторе соответственно составляет растворителя 20^оС, стирола 20^оС, бутадиена -8^оС. Реакцию полимеризации стирола при получении ДСТ30Р проводят при температуре 50^оС, а бутадиена до 100^оС. Для того, чтобы температура в реакторах 1,2 в процессе полимеризации бутадиена не могла превысить 100^оС, одновременно с загрузкой бутадиена открываются клапаны 27, 28 на линиях подачи хладагента в рубашки реакторов 1,2.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ТЕРМОЭЛАСТОПЛАСТОВ путем последовательной загрузки растворителя, катализатора, бутадиена, стирола, сочетающего агента в реактор и регулирования индекса расплава полимера изменением дозы катализатора, отличающийся тем, что проводят сначала периодический процесс полимеризации стирола и бутадиена с последующей перекачкой полученного бутадиен-стирольного термоэластопласта разветвленного ДСТЗОР и подачей катализатора в смеситель, корректируя дозу катализатора в смесителе в зависимости от индекса расплава термоэластопласта ДСТЗОР, проводят наполнение термоэластопласта ДСТЗОР полистиролом, полученным путем периодической полимеризации стирола в отдельном реакторе, регулируют в смесителе индекс расплава наполненного бутадиен-стирольного термоэластопласта разветвленного ДСТЗОР2ОПС в зависимости от индекса расплава термоэластопласта ДСТЗОР изменением дозы катализатора при полимеризации стирола в отлельном реакторе, причем при низком индексе расплава термоэластопласта ДСТЗОР увеличивают дозу катализатора для полимеризации стирола и при высоком индексе расплава эту дозу уменьшают.

РИСУНКИ

Рисунок 1