Способ управления процессом синтеза бутилкаучука

 

Использование: для управления процессом полимеризации олефиновых углеводородов, проводимой в среде инертного растворителя. Цель изобретения - повышение качества конечного продукта за счет обеспечения стабильности проведения процесса синтеза. Способ управления процессом синтеза бутилкаучука в среде инертного растворителя в реакторе с мешалкой заключается в определении зависимости между вязкостью по Муни и разностью температур между верхней и нижней зонами реактора и регулировании интенсивности перемешивания реакционной массы в зависимости от отклонения текущей разности температур от заданной (раннее определенной). 1 ил.

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к способам управления процессом полимеризации олефиновых углеводородов, проводимой в среде инертного растворителя, а также к способу регулирования вязкости по Муни и молекулярно-массового распределения получаемого продукта в процессе полимеризации сополимеров изоолефинов и мультиолефинов, в частности бутилкаучука.

Цель изобретения повышение качества конечного продукта за счет обеспечения стабильности проведения процесса синтеза.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

В реакторе 1 имеется мешалка 2 типа осевого насоса, приводимая во вращение от привода 3. В реакторе установлены как минимум два датчика 4 и 5 для замера температуры реакционной массы внизу и вверху. На линии вывода раствора полимера из реактора 1 установлены приборы 6 и 7 для измерения динамической или кинетической вязкости раствора и концентрации полимера в нем. Клапан 8 на линии подачи катализаторного раствора в реактор служит для изменения его расхода. Для управления процессом предпочтительно использование компьютера 9.

Процесс полимеризации в реакторе 1 осуществляется путем непрерывной подачи в него мономеров и катализаторного раствора. Мешалка 2 осуществляет циркуляционное перемешивание реакционной массы в аппарате и требуемую степень выравнивания температурного поля. Приборы 6 и 7 выдают сигналы, пропорциональные замеряемым показателям, в компьютер 9, который на основании этих полученных данных производит вычисление вязкости по Муни получаемого полимера. Для обеспечения выработки полимера с заданным значением вязкости по Муни компьютер 9 выдает управляющий сигнал воздействия на технологический параметр, влияющий на указанный показатель. В частности, это может быть расход катализаторного раствора в реакторе, изменяемый с помощью клапана 8. В компьютер 9 поступают также показатели от температурных датчиков 4 и 5. По имеющейся в программе компьютера зависимости ММР от перепада температур в различных зонах реактора, а также требуемого показателя ММР для каучуков с различной вязкостью по Муни, компьютер выдает управляющий сигнал на параметр мешалки 2, воздействующий на указанный перепад температур. Таким параметром может быть скорость вращения привода 3 мешалки. Возможно воздействие указанного сигнала также на изменение шага пропеллерной мешалки (осевого насоса), что тоже обеспечивает изменение циркуляционной эффективности мешалки.

П р и м е р 1. В реакторе 1 объемом 10 м³ проводится синтез бутилкаучука в среде растворителя-изопентана в присутствии катализатора, состоящего преимущественно из хлористого алюминия. Средняя температура в полимеризаторе поддерживается на уровне 80^оС. Концентрация полимера в растворе, измеряемая в потоке на выходе из реактора прибором 7, в частности рефрактометром, составляет 8% Динамическая вязкость того же раствора, измеряемая ротационным вискозиметром 6, составляет 600 сП. На основании этих данных вычисленная компьютером 9 в соответствии с заложенной в него программой вязкость по Муни получаемого полимера составляет 75 ед. при 100^оС. Эта вязкость по Муни поддерживается постоянной при помощи подачи в реактор 0,2 г/кг каучука катализаторного раствора, расход которого регулируется клапаном 8.

Циркуляционное перемешивание в реакторе осуществляется осевым насосом, имеющим d 400 мм. По требованию потребителей показатель ММР каучука, в частности степень полидисперсности, не должна превышать 2,5. Согласно программе, заложенной в компьютер 9, перепад температур между зонами реактора, измеряемый датчиками 4 и 5, должен быть равным 2^оС. Именно этот перепад, т.е. 79^оС внизу и 81^оС наверху реактора обеспечивается при помощи поддерживания скорости вращения осевого насоса на уровне 580 об/мин путем воздействия управляющего сигнала от компьютера 9 на привод 3, имеющий переменную скорость вращения.

П р и м е р 2. В реакторе по примеру 1 требуется получение каучука с вязкостью по Муни 45 ед. Для этого компьютер поддерживает расход катализаторного раствора в реакторе 1 на уровне 0,14 г. Это обеспечивает среднюю температуру в реакторе 75^оС. При этом концентрация полимера в растворе на выходе из реактора по прибору 7 составит 10,5% а динамическая вязкость раствора, измеренная прибором 6, 450 сП.

Для каучука с вязкостью по Муни 45 ед. требуемая степень полидисперсности составляет 5 ед. Это условие соблюдается путем поддерживания температуры внизу реактора -77^оС, а вверху 73^оС, т.е. перепада температур в 4^оС при помощи изменения шага осевого насоса 2, регулируемого управляющим сигналом компьютера 9.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СИНТЕЗА БУТИЛКАУЧУКА в среде инертного растворителя в реакторе с мешалкой, включающий измерение температуры реакционной массы в различных зонах реактора, вязкости и концентрации полимера в реакционной массе, определение по двум последним параметрам вязкости по Муни, определение отклонения ее от заданного значения, в зависимости от величины которого изменяют величину параметра процесса, влияющего на вязкость по Муни, отличающийся тем, что, с целью повышения качества конечного продукта за счет обеспечения стабильности проведения процесса синтеза, в зависимости от вязкости по Муни определяют заданную разность температур между верхней и нижней зонами реактора и при отклонениях текущей разности температур между верхней и нижней зонами реактора от заданной изменяют частоту вращения мешалки.

РИСУНКИ

Рисунок 1