Способ автоматического управления процессом полимеризации этилена

 

7 гатан, h т бл т >, ИЗОБРЕТЕНИЯЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

275397

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 39с,. 25,/01

Заявлено 16.1 l.1968 (№ 1218727/23-5) с присоединением заявки №

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК С 08f 1/00

Приоритет

Опубликовано 03.Vll.1970. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 2.Х.1970

УД К 66.095.26.012-52 (088.8) Авторы изобоетения

Б. А. Верхорубов, И. М. Абрамзон и М. А. Гуревич

Заявитель

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦECCOM ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА

Известен способ автоматического управления процессом полимернзации этилена при среднем давлгчшп, проводимом в полимериза:цьонном агрегате, состояпем из реактора-floлнмернзатора и сборника-конденсатора для паров этилена и растворителя — бензина, Bblходящих из реактора, заключающийся в том, что температуру в реакторе регулируют изменением расхода охлажденного раствора этилена в бензине, циркулирующем из сборника в реактор, с соответствующим изменением подачи в реактор катализатора, причем уровень жидкой фазы в сборнике регулируют изменением подачи в сборник свежего бензина, а давление в системе — изменением подачи свежего этилена. Однако этот способ может обеспечивать постоянство концентрации полимера в реакторе только при относительно малых концентрациях полимера в реакторе. При работе с повышенной концентрацией полимера температура вводимого в реактор раствора приобретает значения, прн которых этилен конденсируется. В этом случае не обеспечивается постоянство концентрации полимера в реакторе, так как прн заданных значениях температуры и давления концентрации этилена, а следовательно, теплосодержание раствора может меняться в широких пределах.

Предлагаемый способ автоматического управления процессом полнмеризации этилена обеспечивает иосгояиство концентрации расгвора полимера в реакторе.

Иа чертеже в качестве примера приведена ириицишгальная схема автоматического управления процессом полимсризац|ш этилена ири среднем давлении, реализующая предлагаемый сиосоо.

В реактор 1 из соориика 2 ио трубопроводу > иепрерыгно подастся раствор жидкого этилена в бензине. Избыток газообразного этилена с парами бензина по трубопроводу 4 поступает в сборник. Суспензия катализатора в бензине в реактор вводится «о трубопроводу 5. Ооразующийся в реакторе раствор ио15 лимера в бензине по трубопровод 6 выводится на дальнейшу|о переработку.

Свежие этилен по трубопроводу Т и бензин ио трубопроводу 8 непрерывно пода|отся в сборник 2. Парь; бензина и газообразный

20 этилеи в сборнике за счет отвода тепла через .поверхность холодильника 9 конденсируются.

Охлаждение осуществляется иропиленом в условиях кипения. Свежий пропилеи вводится ио трубопроводу 10. Павы пропилена по тру25 боироводу 11 выводятся из отделитсля 12.

Температура в реакторе стабилизируется путем изменения расхода жидкого этилена и бензина, подаваемых в реактор, Ilpli помощи

"ермопары 18, сигнал с которой подается на регулятор 14, управляющий работой вентиля

15, П170пзводи е 1ьн!7сть peal

Уровень раствора полимера в реакторе сТ3билизируется воздействием иа расход выгружаемого прод «та через ве!ггнль 19 прн ИОмОщн регулятора уровня 20, на которьш поступает сигнал с датчика уровня 21. Давление в сборнике стабилизируется путем изменсш!1!

p3c<0,!11 свежего этиленя через nelITIlль 22 прп ! омощн регулятора 28, на который поступает сигнал с датчика давления 24. Соотношение расхода этилена и бензина в реакторе поддсрн<ивается постоянным изменением подачи бензина через вентиль 25 ирн помощи регулятора 26, на который поступают сигналы с датчиков расхода бензина 27 н расхода этилена

28. Давление в отделнтеле стабилизируется изменением расхода выводимых паров пронилена через вентиль 29 при помощи регулятора

80, на который поступает си!1!ал с датчика 81 давления в отделителе. Уровень в отделитсле нод1е17>к!! вяетс1! постоянным изменением расхода ввотимого пропнлена через вентиль 82 при помощи регулятора уровня 88, на который

11ocTytt3eT сигнал с датчика уровня 84.

Деиствне системы происходит следующим образом.

Если скорость реакции увеличится, например, вследствие уменьшения вредных примесей в сырье, интенсивность процесса, а следовательно, и тепловой поток реакции также увеличатся. Температура в реакторе начнет повышаться. Система регулирования температуры увеличит расход раствора х«идкого этилена в бензине, приводя температуру в реактОрР к п17ежнему зня -!ениlо. Посl<олы<у «11нял

«расход раствора, вводимого в реактор — отводимый тепловои поток», практически безынерцнонен, отклонение температуры от заданного значения будет незначительным.

Уровень жидкости в сборнике начнет опускаться, оголяя дополнительную поверхность холодильника. Вследствие этого расход конденсирующегося газа увеличится, It давление в сборнике начнег падать. Однако система регулирования давления увеличит расход свеРIО этилена, поддерживая давле1ше на прежнем (заданном) значении. Одновременно система регулирования соотно!ценил расхода этилена и бензина соответственно увеличит расход свежего бензина. Снижение уровня ь сборнике прекратится тогда, когда расход конденсирующегося в сборнике газа стянет равен расходу жидкости, выводимой нз него. Ес;ш холодильшн< выбран с запасом 110 теплос! ему, уровень в сборнике не сможет спуститься ни7ке определенного значеш!я. Это означаег, что организация системы управления обеспечивает саморегулирование уровня в сбор!шке.

Системы регулирования дanëcïèÿ н уров;!я в отделителе стабнлнзиру!от регулируемые на275397

j7aiIeTj7nt, соответственно увеличивая расходы (29 — 34) подаваемого и сдуваемого нроннлепя.

Система иода ш (16 — 18) катализатора в реактор будет уменьшать расход катализатора. Поскольку канал «расход катализатора— скорость реакции» весьма инерционен, интенсивность процесса относительно медленно станет уменьшаться, возвращаясь к прея<нему (заданному) значению.

Уровень в сборнике относительно медленно будет увеличиваться, возвращаясь к прежнему значени!о. Системы регулирования (22 — 3 1) обеспечат сохранение заданных значений II3раметров в сборнике.

Таким образом, система управления обеспечивает постоянство концентрации этилена в бензине и температуру в сборнике, т. е. постоянство теплосодержания раствора в усло20 виях переменной интенсивности процесса полнмеризации. При условии стабилизации температуры в реакторе путем изменения расхода раствора, вводимого в реактор, это стабилизирует концентрацию полимера в реакторе.

Сделанный вывод подтверждается анализом следу«нцих уравнений: (1) (2) (3) (4) (5) Q — Q-"+ Я!! + Q l, QI = GII1, Q> = (72С(Т! — 1z), Q,;= GFr,, Q,= G 1(erg, ЗО г,!е Ql — - тепловой поток реакции;

Qz — тепловой поток па нагрев вводимого раствора;

Q> — тепловой поток на испарение этилеНа;

Я! — тепловой ноток на испарение бензина; (7! — расход обр1!зу!01цегося полимера;

q — теплота реакции нолнмеризации;

G — расход холодного раствора;

45 С вЂ” теплосмкость раствора;

Т, — температура в реакторе;

Т вЂ” температура «олодного раствора;

1(— количество этилена, выделя10щегося нз един!щы массы раствора при на50 греванни от Т2 до Т1, г, — теплота парообразовання этилена;

g — отношение парцнальных давлений бензина н этилена в реакторе;

r2 — теплота нарообразовання бензина.

Отсюда нол1чаем

6! С (Т! — T ) + «(r, —,Тг.)

6» О (6) 60 Учитывая, что но предлагаемому способу автоматического управления процессом полимеризацин этилена обеспе швается постоянство Т1, Т и 1(, рассмотреш!е уравнения (6) нозволяег сделать вывод, что концентрация

65 полимeря в реакт017e- нocT05111113

275397

Предмет изобретения

Составитель В. Г. Филимонов

Редактор Л. К. Ушакова Техред Л. Я. Левина Корректор В. И. )Колудева

Заказ 275878 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открьпий при Совете Мшгистроп СССР

Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 475

Типограгрпа, пр. Сапунова, 2

Таким образом, преимущество предлагаемоо способа заключается в том, что обеспечи,ается постоянство концентрации полимера в астворе для случая, когда этилен в реактор юдается в жидком состоянии.

Способ автоматического управления про,ессом полимеризации этилена при -среднем ,авлении, проводимом в полимеризационном грегате, состоящем из реактора-полимеризаора и сборника-конденсатора для паров этилена и растворителя — бензина, выкодящпк из реактора, путем регулирования температуры в реакторе изменением подачи в него бензинового раствора этилена, рециркулирующего из сборника в реактор, с соответствующим изменением подачи в реактор катализатора, отличагои4ийся тем, что, с целью стабилизации концентрации раствора полимера в реакторе, давление в сборнике поддерживают постоянным изменением подачи в него свежего этилена, а соотношение раскодов эти-е.на, подаваемык в соорннк, стпоплпзп,:;ю, менением подачи в него бензина.