Патент ссср 285234

 

О П И С А Н И Е 285234

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскиз

Социалистическиз

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 27.1Ъ .1967 (№ 1152108 23-5) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 29.Х.1970. Бюллетень № ЗЗ

Дата опубликования описания 15.1.1971

Кл. 39c, 5, 01

Новтктет оо долее изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

МПК С 08f 1/00

УДК 66.095.26.012-52 (088.8) Авторы изобретения Б. А. Верхорубов, И. М. Абрамзон, М, А. Гуревич, А. Д. Крючков, Ф. М, Кудрявицкий В. И. Молчанов, А. Ф. Филиппов, А. Н. Фридман, М. А. Далин, T. К. Плаксунов и К. Г. Мхитарян

ВСЕСО З21-1АЯ

Е :1tl hv- ). .:, Заявитель

БИБЛИОТЕКА

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА

Известны способы автоматического управления процессом пилмеризации этилена при среднем давлении, проводимым в каскаде реакторов, в каждый из которых подается растворитель и мономер, в первом реакторе температура поддерживается изменением подачи катализатора, в последующих реакторах — изменением температуры растворителя, уровень в сборнике захоложенного растворителя регулируется изменением интенсивности теплосъема в холодильнике, а подача захоложенного растворителя в каждый реактор поддерживается постоянной.

Однако эти способы не обеспечивают достаточно высокого качества регулирования температуры; кроме того, значение концентрации раствора полимеров переменно, Для повышения качества полимера и обеспечения постоянной производительности установки и постоянной концентрации раствора полимера предлагается температуру в каждом реакторе регулировать изменением подачи туда холодного растворителя с постоянной температурой, а расход катализатора в первый реактор изменять в зависимости от изменения подачи туда холодного растворителя.

На чертеже приведена принципиальная схема автоматического управления процессом полимеризации этилена при среднем давлении, реализующая предлагаемый способ.

Процесс полимеризацпп проводят в каскаде реакторов 1, 2, и 8 (количество реакторов может быть различным). Охлажденньш бензин, насыщенный этиленом, непрерывно подается в реакторы насосамн 4, 5 и б.

В первый реактор вводится катализатор.

Полиэтилен образуется в зоне реакции в виде раствора в бензине. Полученньш раствор с частично использованным катализатором из

10 первого реактора герелнвается во второй, затем в третий, откуда выводится на дальнейшую обработку. Выделившиеся в реакторах этилен и пары бензина по гупают в холодильник 7, где происходит конденсация бензина и

15 растворение в пем этилена.

Свежие этилен и бензин непрерывно вводятся в систему. Конденсация паров бензина, охлаждение бензина и этилена осуществляется в холодильнике за счет испарения жидкого

20 пропилена. Насыщенный этиленом колодный бензин накапливается в сборнике 8. Выделяющееся в процессе полпмеризации тепло снимается за счет нагрева бензина и его частичного испарения.

Предлагаемьш способ упр авления может быть полностью реализован и при отсутствии циркуляции этилена и паров бензина.

Температура в реакторах стабилизируется изменением подачи холодного бензина прп поЗ0 мощи регулятора 9, которому подается сигнал

285234 о температуре в реакторах термопарой 10 и который воздействует на работу регулировочного вентиля 11. Подача катализатора изменяется в зависимости от расхода бензина при помощи регулятора 12, принимающего сигнал

G расходе холодного бензина от датчика 18 и воздействующего на рабогу регулировочного вентиля 14. Температура в сборнике 8 стабилизируется изменением расхода жидкого пропилена при помощи регулятора 15, куда подается сигнал о температуре в сборнике термопарой 1б. Регулятор 15 воздействует на работу регулировочного вентиля 17. Уронень бензина в сборнике регулируется изменением подачи свежего бензина при помощи регулятора

18, которому подается сигнал об уровне в сборнике датчиком 19 и который воздействует на работу регулировочного вентиля 20.

Давление в реакторах стабилизируется изменением подачи свежего этилена при помощи регулятора 21, принимающего сигнал о давлении в реакторе от датчика 22 и воздействующего на работу регулировочного вентиля 28.

Уровень раствора в третьем реакторс поддерживается постоянным воздействием на расход раствора полимера при помощи регулятора 24, которому подается сигнал об уровне в реакторе датчиком 25 и который воздействует на работу регулировочного клапана 2б.

Система действует следующим образом.

Если скорость реакции увеличилась, например, вследствие повышения чистоты сырья, то интенсивность процесса, а следовательно, и тепловые потоки увеличатся. Температура в реакторах начнет повышаться. Системы регулирования температуры в реакторах увеличат расходы холодного бензина, возвращая температуру к прежнему значению, Поскольку канал «расход бензина — отводимый тепловой поток» практически безынерционен, отклонение температуры от заданного значения будет незначительным, Система регулирования расхода бензина в первый реактор уменьшит подачу катализатора. Поскольку канал «расход катализатора — интенсивность процесса» весьма инерционный, выделяющийся тепловой поток относительно медленно станет уменьшаться. Температура в реакторе будет иметь тенденцию к уменьшению. Однако быстродействующая система регулирования температуры в реакторе, соответственно уменьшая расход холодного бензина, удержит температуру на заданном значении. Таким образом, после окончания переходного процесса система регулирования расхода холодного безина вернет его к заданному значению. Для сохранения других регулируемых параметров на заданных значениях при увеличении расхода холодного бензина система регулирования уровня бензина в сборнике увеличивает подачу свежего бензина, система регулирования температуры в сборнике увеличивает подачу жидкого пропилена, система регулирования давления увеличивает подачу свежего этилена, а система регулирования уровня в третьем реакторе увеличивает вывод раствора полимера.

Предлагаемый способ авгоматического управления существенно изменяет характер протекания переходного процесса по сравненшо с известными и имеет следующие преимущества.

Оп обеспечивает заданную концентрацию в каждом реакторе при любых значениях про10 изводительностп как в статике, так и в динамике.

Объясняется это тем, что выделившееся при реакции тепло поглощается только холодным растворителем. Так как каждая единица массы образующегося полимера выделяет постоянное количество тепла, а каждая единица массы колодного бензина поглошает постоянное количество тепла, то соотношен te между количеством полимера и растворителя в реакторе (концентрация раствора) сохраняется постоянным при условии стабилизации температур в реакторе и в сборнике холодного бензина, Тепловой поток реакции Q, идет на нагрев холодного бензина (поток Qg) и на испарение его (поток Qq). При заданном значении температуры в реакторе

Q1 Q2+ ЯЗ

Qi=Gi q;

З0 Q> = G>C (T, —,);

Яз = Gaper, () (2) (8) () где G, — расход этилена, презращающсгося в полиэтилен; д — теплота реакции полимеризации;

G — расход колодного бензина; с — теплоемкость бензина;

Т, — температура в реакторе;

Т вЂ” температура холодного бензина;

К вЂ” количество этилена, выделяющегося из единицы массы бензина при нагревании от Т, до Т,;

g — концентрация паров бензина в газах, выходящих из реактора;

r — теплота парообразования бензина.

Подставив уравнения (2), (3) и (4) в уравнение (1), получим:

6> c(T,— Т )+ Kgr () г Д

Учитывая, что в предлагаемом способе температура в реакторе и холодного бензина стабилизируется, из уравнения (о) можно заклпочить, что отношение расходов полимера Gi u растворителя G имеет постоянное значение, т. е. концентрация полимера в растворе постоянна.

Уравнение (5) показывает, что концентрация раствора будет иметь постоянное значение при любом отклонении производительности от заданной как в статике, так и в динамике.

Способ повышает качество регулирования

65 температуры в реакторе, так как управляю285234

Предмет изобретения

Ялаляч ылор ю Актам

Расгл&р э,-полюа 8 Aåíûíå

Составитель В. Филимонов

Редактор О. Н. Кузнецова Техред Т. П. Курилко Корректор В. И. Жолудева

3акaç 3878 5 Тираж 480 Подпис ое

Ц11ИИПИ Комитета ио делам изосрегеций и открытий прп Совете Мш|истров СССР

"1осква, К-35, Раушская иаб., д. 4.5

Типография, пр. Сапунова, 2 щий канал имеет значительно большее быстродействие.

Снижается зольность полимера, повышается доработка катализатора за счет увеличения времени пребывания в реакторах при понижении интенсивности процесса в них за счет уменьшения подачи жидкой фазы.

Способ обеспечивает информацией о производительности каждого реактора, так как расход холодного бензина, подаваемого в каждый реактор, пропорционален интенсивности процесса.

Обеспечивается постоянство среднего значения производительности установки, Т2К как расход катализатора изменяется до тех пор, пока производительность не достигнет заданной величины.

Экономия бензина обусловливается тем, что процесс протекает при постоянной и предельно допустимой концентрации полимера в растворе.

Таким образом, предлагаемый способ обесг ечивает: повышение качества полимера за счет увеличения точности стабилизации температуры ь реакторах и уменьшения зольности полимера; стабилизацию концентрации полимера в растворе и постоянную производительность установкп, что, в свою очередь, обеспечивает повышение надежности работы других участков технологического процесса и уменьшает расход растворителя; получение пнфомации об пнгенспвностп процесса в каждом реакторе, что позволяет повысить качество обслуживания установки.

Предлагаемый способ может быть реализован с использованием различных приборов, до например с помощью приборов системы АУС.

Способ автоматического управления процес15 сом полимерпзацип зтнлена при среднем давлении, проводимым в каcêàäå реакторов, в каждый из которых подаегся растворнтель и мономер, а в первый подается также катализатор, путем регулирования температуры в реакторах и расхода катализатора, o7,iauaioбийся тем, что, с целью повыше шя качества полимера и обеспечения постоянной производительности установки и постоянной концентрации раствора полимера, температуру в каждом реакторе регулируют изменением подачи туда холодного растворителя с постоянной температурой, а расход катализа гора в первый реактор изменяют в зависимости от изменения подачи туда холодного растворителя.