Способ регулирования непрерывного процесса полимеризации
25l8,25, ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства Ме
Заявлено 02.XI.1964 (№ 928141/23-5) Кл. 39с, 25/01
39с, 25/05 с присоединением заявки No
МПК С 08f
С 08с1
УД К 66.095.26.012-52 (088.8) Приоритет
Опубликовано 10.IX.1969. Бюллетень Хе 28
Дата опубликования описания 12.II.1970
Комитет ло аелам изобретений н открытий ори Соеето Министрое
СССР
Автор изобретения
Д. Ю. Бродов
Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического каучука имени акад. С. В. Лебедева
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОЦЕССА
ПОЛ ИМЕРИЗАЦИИ
Известен способ регулирования непрерывного процесса плимеризации с применением двухкомпонентного металлоорганического катали затора при раздельном введении компонентов в зону реакции путем стабилизации температуры и концентрации катализагора в этой зоне и расхода полимеризационной шихты. Однако из-за случайных возмущений (например,. изменения количества примесей в шихте, которые частично дезактивируют один из компонентов катализатора, степени активности компонентов катализатора или состава шихты) нарушается соотношение компонентов каталитического комплекса, что приводит к изменению скорости полимеризации и нарушает стабильность свойств полимеров.
Предложенный способ предусматривает проведение дополнительного шага регулирования, заключающегося в том, что измеряют концентрацию полимера или температуру в зоне реакции и при отклонении этОй величины от заданной автоматически изменяют соотношение компонентов катализатора изменением подачи одного компонента при стабилизации подачи другого. Это значительно улучшает, качество регулирования, так как в данном случае компенсируется влияние слу.чайных возмущений на соотношение компонентов катализатора.
Для обеспечения максимальной производительности задают такие значения концентрации полимера и температуры, которые соответствуют зоне максимума экстремальной зависимости между соотношением компонентов катализатора и скоростью полимерпзации, На чертеже приведена схема, поясняющая предложенный способ регулирования непрерывного процесса полимеризации на примере производства каучука СКД- полимеризацией бутадиена на катализаторе, состоящем из соединений титана (компонент Ti) и соединений алюминий (компонент Al). Стабилизация расхода второго компонента каталитического комплекса Ti осуществляется регулятором Рта на вход которого поступает сигнал от дифманометра РМ, установленного в линии подачи компонента Ti. Стабилизация расхода первого компонента Al производится регулятором Рл1 на вход которого подается сигнал от дифманометра ДМ, установленного в линии подачи компонента А1. Задание этому регулятору дискретно изменяет экстремальный регулятор ЭР, на вход которого непрерывно поступает сигнал от датчика концентрации ДК и который осуществляет поиск максимума величины концентрации полимеров в складывающихся в данный момент условиях полимеризации, посредством подбора наивыгоднейшего соотношения компонентов каталитического комплекса.
Схема экстремального регулирования пре30 дусматривает стабилизацию температурного
251825
65 режима в полимеризаторе, которая осуществляется регулятором Р, воздействующим на задатчик регулятора расхода хладагента Р,.
Для удержания уровня максимума концентрации полимеров в заданном диапазоне схемой предусмотрен ряд дополнительных регулирующих воздействий. При снижении концентрации за нижнюю границу заданного диапазона осуществляется одновременное или последовательное регулирующее воздействие (в зависимости от эффективности каждого из них), направленное на увеличение подачи компонента комплекса Ti, если только температура в полимеризаторе не превышает заданную, и, в первую очередь, на повышение температуры в полимеризаторе, что достигается срабатыванием соответствующего реле установки задания регулятору температуры (например, при снижении от максимальной границы заданного диапазона концентрации полимеров).
Задание регулятора Рт и Р (так как непрерывное изменение заданий может ухудшить качество работы экстремального регулятора, в связи с постоянным параллельным влиянием этих воздействий на концентрацию полимеров) дискретно изменяют исполнительные механизмы МИМ, срабатывающие, например, от пневматических реле ПС, на вход которых подаются сигналы от датчика концентрации ДК.
Как только величина концентрации восстановится до заданного диапазона, регулирующее воздействие снимется и задатчики регулятора Pri u Pt возвратятся в исходное положение. Величина этих регулирующих воздействий определяется как эффективностью влияния на концентрацию (и работу регулятора ЭР), так и поддержанием определенных качественных показателей полимера.
Следует еще отметить, что величина расхода фиксированного компонента каталитического комплекса определяется также качественными показателями полимера, т. е. подбирается из условий поддержания определенных качественных показателей его. В принципе можно организовать, если это будет необходимо, ряд дискретных регулирующих воздействий на задатчики регуляторов Рт и Р1, в зависимости от величины отклонения концентрации от заданного диапазона. При повышении концентрации за верхнюю границу заданного диапазона предусматривается регулирующее воздействие на увеличение нагрузки (производительности), путем ввода в предреактор или полимеризатор добавочной шихты. Величина этого воздействия также определяется как эффективностью влияния на концентрацию (и работу регулятора ЭР), так и поддержанием заданных качественных показателей полимера.
Ввод добавочной шихты осуществляется, например, через клапан, управляемый исполнительным механизмом и пневмореле, на вход которого подается сигнал от датчика концентрации ДК. Разумеется, возможно воздейсгвие, например и на задатчик регулятора расхода шихты.
io
25 зо
4
Как только величина концентрации вернется в заданный диапазон регулирующее воздействие снимается.
В схеме ввода дополнительной шихты предусмотрена блокировка, исключающая увеличение нагрузки объекта регулирования в том случае, если расход хладагента превышает наперед заданную величину, т. е., если дальнейшее увеличение отвода тепла не представляется возможным (без повышения температуры в полимеризаторе). Блокировочный клапан управляется исполнительным механизмом, реле, на вход которого подается сигнал от дифманометра ДМ, установленного в линии подачи хладагента на полимеризатор.
При срабатывании блокировки возможна переброска добавочной шихты в последующий полимеризатор до определенной концентрации полимеров за ним. Клапанами, распределяющими добавочную шихту, управляют логические устройства ЛУ, на вход которых подаются сигналы от реле ПС.
B случае. если температура в полимеризаторе начинает превышать заданную, предусматривается блокировка, дискретно уменьшающая задание регулятору Рт, в пределах, несущественно сказывающихся на показателях качестваа пол им ер а.
Если в этом случае концентрация полимеров ниже заданного значения, то необходимо снизить нагрузку на полимеризатор (т. е. автоматически снизить расход основного потока шихты по сигналам от датчиков температуры и концентрации).
Предлагаемый способ регулирования процесса полимеризации может быть использован на полимеризаторах, в которые подается каталитический комплекс и осуществляется основная часть процесса полимеризации. В других полимеризаторах заданный уровень концентрации полимеров может поддерживаться изменением температурного режима в пределах, которые несущественно влияют на показатели качества полимера.
Разумеется, регулирующее воздействие по температуре должно быть в рассматриваемом случае достаточно эффективным. Положение задатчика регулятора температуры в этих полимеризаторах желательно, для простоты статически связать с величиной сигнала от датчика концентрации ДК, направляя этот сигнал, например, непосредственно в исполнительный механизм. Возможна также организация работы экстремального регулятора без параллельных мешающих воздействий, связанных с регулированием уровня максимума концентрации. При этом работа экстремального регулятора и регулирование уровня максимума будут осуществляться, например, по наперед заданной временной программе.
Предмет изобретения
1. Способ регулирования непрерывного процесса полимеризации с применением двухком251825
Составитель Ф. Г. Филимонов
Редактор Л. К, Ушакова Техред А. А. Камышникова Корректор А. П. Васильева
Заказ 125/11 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
1 ипография, пр. Сапунова, 2 понентного металлоорганического катализатора при раздельном введении компонентов в зону реакции путем стабилизации температуры и концентрации катализатора в этой зоне и расхода полимеризационной шихты, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования, измеряют концентрацию полимера или температуру в зоне реакции и при отклонении этой величины от заданной автоматически изменяют соотношение компонентов катализатора изменением подачи одного компонента при стабилизации подачи другого.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения максимальной производительности, задаются такими значениями концентрации полимера и температуры, которые соответствуют области максимума экстремальной зависимости между соотношением компонентов катализатора и скоростью полимериза10 ции.
