Способ автоматического контроля степени превращения изопрена в полимер

Изобретение относится к способу контроля степени превращения изопрена в полимер. Контроль степени превращения изопрена в полимер в каталитическом процессе синтеза полиизопрена полимеризации изопрена в массе в реакторе периодического действия с охлаждаемой рубашкой осуществляют путем оценки косвенных характеристик процесса. В качестве косвенных характеристик процесса определяют разность текущих значений температуры реакционной смеси (мономера и катализатора) Тт и температуры стенки реактора Tw и на этом основании определяют среднее значение конверсии мономера Ucp в виде зависимости . Технический результат - расширение диапазона и повышение точности автоматического контроля степени превращения изопрена в полимер в процессе полимеризации. 2 ил., 1 табл.,1пр.

 

Перспективным методом получения диеновых каучуков является полимеризация мономера в массе (блочная полимеризация). В отличие от полимеризации в растворе при полимеризации в массе достигается максимальная концентрация мономера, т.е. максимальная скорость процесса и, как следствие, максимальная степень превращения мономера в полимер. В силу отсутствия разбавителей при полимеризации в массе обеспечивается максимальная чистота готового продукта и исключается необходимость в аппаратуре для их рецикла. Очевидно также, что блочная полимеризация представляет собой наиболее экономичную технологию, так как следующие за растворной полимеризацией процессы и их аппаратурное оформление составляют 80% металлоемкости и 70% энергоемкости всей технологической цепочки. Технология жидкофазного каталитического процесса полимеризации изопрена в массе (способ и устройство для синтеза изопреновых каучуков) описана в патенте RU №2563844, МПК С08F 136/08, С08F 136/04.

Здесь техническое решение направлено на внедрение новой технологии получения диеновых каучуков, поскольку до настоящего времени основным методом производства этих полимеров остается растворная полимеризация.

Известны способы контроля степени превращения мономера в полимер (способы контроля степени отверждения полимера) путем оценки косвенных показателей процесса полимеризации. Например, в патенте RU №2319956 (Способ ультразвукового контроля вязкости по Муни полимеров / В.К. Битюков, С.Г. Тихомиров, А.А. Хвостов и др., 2007. - Бюл. №8) сообщается о возможности контроля степени превращения мономера (в частности, изопрена) в полимер путем оценки косвенной характеристики процесса - вязкости по Муни полимера. Способ основан на зависимости вязкости полимера от скорости распространения и коэффициента затухания прошедшей через измерительную ячейку с образцом ультразвуковой волны. Вязкость по Муни полимера, в свою очередь, зависит от концентрации мономера и температуры. Недостатком акустического способа контроля является конструктивная сложность измерительной ячейки, а также необходимость предварительного (при калибровке измерительного устройства) нахождения большого числа эмпирических констант, индивидуальных для каждого исследуемого образца полимера. Кроме того, данный способ, так же как и традиционный хроматографический анализ, предусматривает отбор проб из реактора и не может быть приспособлен для непрерывного автоматического контроля степени превращения мономера в полимер в ходе технологического процесса.

Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического контроля степени превращения мономера (в частности, изопрена) в полимер по величине диэлектрической проницаемости полимеризата (см. Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А., Аверко-Антонович Ю.О. Химия и технология синтетического каучука. - Л.: Химия, 1970. - С. 303-304, а также А.с. СССР №532852). Известный диэлектрический способ автоматического контроля степени превращения изопрена в полимер предназначен для применения в каталитическом процессе растворной полимеризации в реакторе периодического действия. Способ принципиально позволяет осуществлять непрерывный контроль степени превращения мономера в полимер в каталитическом процессе полимеризации изопрена в массе. Однако в таком случае возможность его применения ограничивается контролем степени превращения (конверсии мономера) только на заключительной стадии процесса, когда температура реакционной смеси перестает изменяться во времени. Действительно, относительная диэлектрическая проницаемость изопрена близка к относительной диэлектрической проницаемости 1,4-цис-полиизопрена (εиз=2,0-2,1; εпи=2,3), но зависит от температуры. В ходе процесса полимеризации температура реакционной смеси претерпевает значительное изменение, и чувствительность (точность) диэлектрического способа контроля конверсии резко падает.

Технический результат от использования заявляемого способа (цель изобретения) заключается в расширении диапазона и повышении точности автоматического контроля степени превращения мономера (изопрена) в полимер в процессе полимеризации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического контроля степени превращения мономера в полимер в каталитическом процессе жидкофазной полимеризации изопрена в массе в реакторе периодического действия с охлаждаемой рубашкой путем оценки косвенных характеристик процесса контроль осуществляют по разности текущих значений температуры реакционной смеси (мономера и катализатора) и температуры стенки реактора.

Пример. Проводили полимеризацию изопрена (начальная концентрация [М]о=10 моль/л) в массе в присутствии каталитической системы на основе бис-(2-этилгексил) фосфата неодима ([Nd]=2.10-4 моль/л) в реакторе периодического действия. Реактор цилиндрической формы большого диаметра и малой высоты (в виде диска) выполнен в теле охлаждаемой проточной водой технологической платформы. Технологическая платформа предназначена для размещения в ней нескольких малообъемных реакторов. В рассматриваемом примере использовался один реактор, а технологическая платформа играла роль охлаждаемой рубашки. Реакционная смесь (мономер и катализатор) загружалась в реактор единовременно. Для предотвращения кипения реакционной смеси технологическая платформа (или просто - реактор) заключалась в просторный металлический корпус, в котором создавалось давление, превышающее давление насыщенных паров изопрена при температуре полимеризации: Ризб=1 МПа. Температуру верха слоя реакционной смеси Тт измеряли дистанционно с помощью ИК-термометра, температуру стенки реактора Tw и температуру воды TR в рубашке технологической платформы (реактора) измеряли с помощью термопар и измерителя-регулятора ТРМ-202. Текущий разностный сигнал ΔТ=Ттw, вычислявшийся прибором ТРМ-202, регистрировался персональным компьютером. Градуировку зависимости проводили по данным гель-хроматографического анализа проб, периодически отбираемых из реактора.

Здесь Ucp - среднее значение конверсии мономера: , [М]о, [М] - соответственно начальная и текущая концентрации изопрена в реакционной смеси.

Для получения сравнительных данных дополнительно осуществляли контроль степени превращения мономера (изопрена) в полимер диэлектрическим способом.

С этой целью в слое реакционной смеси размещали емкостный измерительный преобразователь ленточного типа, подключенный к автогенераторному прибору (частота измерений 0,5 МГц). Запись показаний прибора производили только на заключительной стадии полимеризации (при Тт(τ)≈const). Градуировку зависимости , реализующей способ-прототип, так же как и в первом случае, осуществляли по данным гель-хроматографического анализа проб реакционной смеси. Сравнительные показатели способов контроля сведены в таблицу 1. На Фиг. 1 и Фиг. 2 дополнительно представлены экспериментальные зависимости от времени полимеризации параметров Тт, Tw, ΔТ, Ucp и калибровочная кривая . На Фиг. 1 приведена зависимость от времени температуры верха слоя Тт(1), температуры стенки реактора Tw(2) и средней конверсии мономера Ucp в процессе полимеризации изопрена в массе в реакторе дисковой конструкции при To=- 40°C, Tmax=130°C, TR=87°C, V=500 мл (объем загрузки), GR=0,3.10-3 м3/с (расход воды в рубашке). На Фиг. 2 представлена калибровочная кривая (зависимость средней конверсии мономера Ucp от разности температур ΔT) в процессе полимеризации изопрена в массе в реакторе дисковой конструкции. Режимные параметры процесса и реактора соответствуют приведенным на Фиг.1.

Можно видеть, что в отличие от способа-прототипа заявляемый способ позволяет осуществлять непрерывный автоматический контроль степени превращения мономера в полимер практически на протяжении всего процесса полимеризации. Точность заявляемого косвенного способа контроля определяется точностью измерения текущих значений температур Тт и Tw, легко контролируемых и воспроизводимых параметров процесса.

Диэлектрический способ контроля, работоспособный лишь на заключительной стадии полимеризации, обладает меньшей точностью. Об этом свидетельствует заметный разброс значений Ucp, полученных в результате выполненных повторных измерений (таблица 1).

Способ контроля степени превращения изопрена в полимер в каталитическом процессе синтеза полиизопрена полимеризацией изопрена в массе в реакторе периодического действия с охлаждаемой рубашкой путем оценки косвенных характеристик процесса, отличающийся тем, что в качестве косвенных характеристик процесса осуществляют определение разности текущих значений температуры реакционной смеси (мономера и катализатора) Тт и температуры стенки реактора Tw и на этом основании определяют среднее значение конверсии мономера Ucp в виде зависимости .



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам очистки промышленных стоков и может быть использовано на предприятиях электронной, приборостроительной промышленности, а также на производствах, имеющих в гальванические цеха и участки.

Изобретение может быть использовано при утилизации сероводорода в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей промышленности и цветной металлургии. Управление процессом получения элементарной серы по методу Клауса, включающим термическую стадию и, по меньшей мере, одну стадию каталитической конверсии, осуществляют путем регулирования в режиме реального времени стехиометрического соотношения объема воздуха горения к объему кислого газа, поступающих на термическую стадию.

Изобретение относится к области автоматического измерения физико-химических параметров жидкостей. Устройство содержит блок регистрации и управления, состоящий из вычислителя с программным обеспечением, включающего в себя алгоритм вычисления численных значений степени засоленности ДЭГ, который соединен передающими кабелями с терминалом ввода и отображения информации, дискретного модуля для управления установкой абсорбционной осушки газа и аналогового модуля для преобразования сигнала, полученного от кондуктометрического датчика, соединенных с вычислителем и блоком питания, измерительный модуль, состоящий из преобразователя сигналов и кондуктометрического датчика, соединенный с преобразователем сигналов специальным кабелем.

Изобретение относится к технике влаготепловой обработки материалов, а именно к способам автоматического управления влаготепловой обработкой дисперсных материалов в аппаратах, использующих переменный комбинированный конвективно-СВЧ энергоподвод, и может быть использовано в пищевой, химической и смежных с ними отраслях промышленности.

Группа изобретений относится к химической промышленности, в частности к вариантам производства серной кислоты. Для получения серной кислоты осуществляют сжигание серы в сухом газе, содержащем избыток кислорода, с получением потока газа, содержащего оксид и диоксид серы, кислород и возможно водяной пар.

Изобретение относится к области безопасности человека в неблагоприятных условиях труда. В способе на объектах-источниках неблагоприятных физических факторов и на рабочей одежде персонала закрепляют транспондеры, связанные с устройством идентификации, обеспечивающим привязку транспондеров к местности с точностью не менее 0,5 м, а на объектах-источниках неблагоприятных факторов устанавливают параметрические регистраторы, связанные с устройством идентификации по радиоканалу.

Изобретение относится к технике управления процессом растворения применительно к растворению карналлитовых руд с получением обогащенного карналлита. Способ включает стабилизацию температуры растворения солей и концентрации полезного компонента в растворе изменением расхода сырья на растворение, определение полезного компонента с входящими в процесс солями и корректировку расхода полезного компонента, поступающего в составе сырья.

Изобретение может быть использовано при получении хлористого калия галургическим методом. Способ управления указанным процессом включает регулировку расхода воды в поступающий на кристаллизацию раствор в зависимости от концентрации в нем хлористого калия и его температуры.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу производства N,N-диметилацетамида и автоматизированной системе управления процессом производства.

Изобретение может быть использовано в производстве хлористого калия методом растворения и кристаллизации. Способ управления процессом растворения сильвинитовых руд включает регулирование подачи руды в зависимости от содержания полезного компонента во входных потоках, измерение температуры во входных потоках, измерение температуры готового раствора, измерение плотности и расхода растворяющего раствора.

Изобретение относится к способу изготовления полимера сопряженного диена, полимеру сопряженного диена, резиновой смеси и шине. Описан способ получения полимера сопряженного диена путем полимеризации мономера сопряженного диена с использованием композиции катализатора полимеризации.

Изобретение относится к способу получения титанового катализатора для стереоспецифической полимеризации изопрена и может быть использовано в нефтехимической промышленности для получения цис-1,4-изопренового каучука марок СКИ-3, СКИ-3С, СКИ-3Д, СКИ-3НТ и других.

Изобретение относится к композиции катализатора для полимеризации изопренового мономера. Композиция содержит: компонент (А), представляющий соединение общей формулы (i): где М представляет собой по меньшей мере один элемент, выбранный из лантаноидного элемента, скандия и иттрия, NQ1, NQ2 и NQ3 представляют собой амидные группы, которые являются идентичными или различными, и каждая из них имеет связь M-N; компонент (В), представляющий гидрокарбильное алюмоксановое соединение, содержащее углеводородную группу, характеризующуюся количеством атомов углерода в диапазоне от 1 до 20; и компонент (С), представляющий соединение общей формулы (X): где Y представляет собой металл, выбранный из группы 13 в периодической таблице, R1 и R2 представляют собой углеводородные группы, характеризующиеся количеством атомов углерода в диапазоне от 1 до 10, или атомы водорода, a R3 представляет собой углеводородную группу, характеризующуюся количеством атомов углерода в диапазоне от 1 до 10, при этом R1, R2 и R3 являются идентичными или различными, и а=1, b=1 и с=1.

Изобретение относится к бис-иминовому комплексу лантанидов. Комплекс имеет общую формулу (I): в которой Ln представляет металл ряда лантанидов, выбранный из неодима (Nd), лантана (La), празеодима (Pr); n является 0; R1 и R2 одинаковые или отличаются друг от друга и представляют атом водорода; или их выбирают из линейных или разветвленных С1-С20 алкильных групп; R3 и R4 одинаковые и их выбирают из линейных или разветвленных С1-С20 алкильных групп, необязательно замещенных циклоалкильных групп, необязательно замещенных арильных групп; или R1 и R3 необязательно могут быть связаны друг с другом с образованием вместе с другими атомами, с которыми они связаны, насыщенного, ненасыщенного или ароматического цикла, содержащего от 3 до 6 атомов углерода, необязательно замещенных линейными или разветвленными С1-С20 алкильными группами, указанный цикл необязательно содержит другие гетероатомы, такие как кислород, сера, азот, кремний, фосфор, селен; Х1, Х2 и Х3 одинаковые, представляют атом галогена, такой как хлор, бром, йод.

Изобретение относится к производству синтетических каучуков. Описано устройство для полимеризации изопрена в массе в неподвижном слое реакционной смеси в виде малообъемных ячеек.

Изобретение относится к бис-имин пиридиновому комплексу лантанидов с общей формулой (I) где Ln представляет неодим (Nd), R1 и R2 одинаковы и выбираются из линейных или разветвленных С1-С20 алкильных групп, R3 и R4 одинаковы или отличаются друг от друга и выбираются из необязательно замещенных циклоалкильных групп, необязательно замещенных арильных групп, Х1, Х2 и Х3 одинаковы и представляют атом галогена, такой как хлор, бром, йод.

Изобретение относится к оксо-азотсодержащему комплексу лантанидов с общей формулой (I) или (II): Значения радикалов следующие: Ln представляет неодим, R1 и R2 одинаковые и их выбирают из линейных или разветвленных С1-С20 алкильных групп, R3 выбирают из необязательно замещенных арильных групп; или R3 представляет кетоиминную группу с формулой: где R' и Rʺ одинаковые и представляют атом водорода, Y представляет атом кислорода; или -N-R4 группу, где R4 выбирают из необязательно замещенных арильных групп, X1, Х2 и Х3 одинаковые и представляют атом галогена, такой как, например, хлор, бром, йод.
Настоящее изобретение относится к способу выделения синтетического цис-1,4-полиизопрена, используемого для производства шин и резинотехнических изделий, из раствора в углеводородном растворителе водной дегазацией.

Изобретение относится к производству стереорегулярных полимеров сопряженных диенов и может быть использовано в промышленности синтетического каучука, в шинной и резинотехнической промышленности.

Изобретение относится к области получения синтетического изопренового каучука. Описан способ получения синтетического полиизопрена полимеризацией изопрена под действием катализатора.

Изобретение относится к способу контроля степени превращения изопрена в полимер. Контроль степени превращения изопрена в полимер в каталитическом процессе синтеза полиизопрена полимеризации изопрена в массе в реакторе периодического действия с охлаждаемой рубашкой осуществляют путем оценки косвенных характеристик процесса. В качестве косвенных характеристик процесса определяют разность текущих значений температуры реакционной смеси Тт и температуры стенки реактора Tw и на этом основании определяют среднее значение конверсии мономера Ucp в виде зависимости. Технический результат - расширение диапазона и повышение точности автоматического контроля степени превращения изопрена в полимер в процессе полимеризации. 2 ил., 1 табл.,1пр.

Наверх