Способ регулирования процесса инициированной полимеризации

 

Союэ Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<н954392!

1 (I л 5

| (61) Дополнительное к авт. свид-ву

1 (22) Заявлено 22.01.81 (21) 3239363/23-05

{Y1 (М;-Кл;э

С 08 F 2/24

G 05 0 27/00 с присоединенмем эаявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень Но 32

Дата опубликования описания 30,08,82

1эЗ) УДК 66.012-52 (088.8) (72) Автор изобретения

Т.И. Исмаилов

Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации нефтяной и химической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ИНИЦИИРОВАННОИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

/ 1

Изобретение относится к способам регулирования процесса инициированной полимеризации и может быть использовано в производстве синтетического каучука.

Известен спо-".об регулирования процесса инициированной полимеризации, заключающийся в изменениях температуры реакционной смеси и расхода активирующего комплекса;в зависимости от степени конверсии мономеров (1 .

Недостаток известного способа состоит в том, что при некоторых режимах заданное значение конверсии мономеров не может быть достигнуто изменениями только .температуры реакционной. смеси и расхода активирующего комплекса.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регулирования процесса инициированной полимериэации, заключающийся в стабилизации темпе ратуры в реакционной зоне и изменении расхода эмульгатора, подаваемого на вход батареи полимеризаторов, в зависимости от поверхностного натяжения латекса (2).

Недостатком этого способа является низкое качество получаемого полимера по вязкости вследствие тсРго, что в нем не учтена одна иэ основных причин снижения активности процесса, вызванная дезактивацией инициатора, которая связана с возможным наличием примесей в реакционной смеси, что нарушает скорость расходования иницициатора. Нежелательные последствия могут вызвать не только уменьшение, но и увеличение концентрации инициатора выше допустимых пределов. Это приводит,. в частности, к обраэованн. значительных количеств полимера с низким молекулярным весом, что

15 вызывает ухудшение механических свойств конечного продукта.

Цель изобретения - улучшение показателей вязкости полимера.

2р Эта цель достигается тем, что при способе регулирования процесса инициированной полнмериэации, заключающемся з стабилизации температуры, в реакционной зоне и изменении расхода эмульгатора, подаваемого на вход батареи полимернзаторов, в зависимости от поверхностного натяжения латекса, расход эмульгатора дополнительно корректируют в обратно про3 порциональной зависимости от кон,центрации инициатора в реакционной

954392 смеси, измеренной по крайней мере в одном полимеризаторе батареи.

На чертеже представлена схема ре, ализации способа.

На схеме показаны полимеризатор 1 трубопроводы эмульсии 2, инициатора

3, эмульгатора 4, водной фазы 5, латекса 6, прямого хладоагента 7 и обратного хладоагента 8, чувствительные элементы 9-11 расхода эмульсии, инициатора и эмульгатора, регулятор 12 расхода эмульгатора, регулирующий орган 1.3 на трубопроводе змульгатора, чувствительный элемент 14 для измерения температуры в реакционной зоне, регулятор 15 температуры, регулирующий орган 16, установленный на линии подачи прямого хладагента, анализатор 17 конверсии мономеров, анализатор 18 для определения концентрации иницнатора, анализатор 19 поверхностного натяжения латекса и вычислительный блок 20

Способ осуществляется следующим образом.

На вход лолимеризатора 1 (полимеризационная батарея на схеме условно показана одним полимеризатором ) по трубопроводу 2 поступает эмульсия, состоящая из мономеров, инициатора, эмульгатора и водной фазы, причем в водную фазу входит модификатор и железотрилоновый комплекс. Реакционная масса по трубопроводу 6 выводится из цеха полимеризации н отделение незаполимеризованшихся мономеров.

Для отвода тепла реакции полимериэации по трубопроводу 7 н полимеризатор 1 подают хладагент, который вынодится затем по трубопроводу 8.

Расходы эмульсии„ инициатора и эмульгатора измеряют с помощью чувствительных элементов 9-11. Расход эмульгатора регулируют с помощью регулятора 12 и регулирующего органа

13. Чунствительный элемент 14, регулятор 15 и регулирующий орган 16 образуют контур регулирования температуры в реакционной зоне. Величину конверсии мономеров на ныходе полимеризатора 1 измеряют анализатором

17. Концентрацию ийициатора на выходе полимеризатора 1 измеряют с помощью анализатора 18, а поверхностное натяжение латекса — с помощью

I анализатора 19.

Система регулирования содержит вычислительный блок 20, к входу которого подключены датчики 9, 10, 11, 17, 18 и 19, измеряющие текущие значения расходов эмульсии, инициатора, эмульгатора, конверсии мономеров, концентрации инициатора и поверхностное натяжение латекса.

Первоначально вычислительный блок 20 определяет начальную концент рацию инициатора в системе К „дч по формуле

0и К

Кнач= эм .где G — расход инициатора;

Ko — концентрация инициатора (может колебаться в пределах

6-6,5% B зависимости от чис1 тоты мономеров наличия примесей и т.д.);

G расхоД эмульсии.

В зависимости от значения К дч и заданной конверсии устанавливают заданную концентрацию инициатора К

15 на выходе полимеризатора 1.

За

Далее вычислительный блок 20 рассчитывает требуемый расход эмульгатора G3 па формуле

20 эм а- ьК b aC где ау — величина отклонения поверхностного натяжения латекса от номинала; лК вЂ” величина отклонения концент2S рации инициатора от номиналами ьС вЂ” величина отклонения конверсии мономеров от номинала;

m,а,Ь вЂ” коэффициенты, равные соответственно 28, 11 и 09.

Повышение концентрации инициатора на выходе перного полимеризатора свидетельствует об уменьшении прореагированшей. его части, что приводит к уменьшению величины конверсии мономеров. Инициатор взаимодействует ,З . с активатором, создает активные центры, которые, попадая в дальнейшем . внутрь мицелл, образуют зародыши полимера. Повышение концентрации инициатора на выходе первого полимери40 затора свидетельствует также об уменьшении числа активных центров, что определяет необходимость уменьшения количестна подаваемого эмульгатора с тем, чтобы наибольшее ко4$ личестно этих центров попадало внутрь мицелл, где происходит образование полимерных частиц.

Рассчитанное значение расхода

G в качестве задания поступает на

gp гулятор 12, который изменяет положение регулирующего органа 13 до тех пор, пока текущее значение расхода нв станет равным заданному.

Таким образом, наряду с изменением расхода эмульгатора в зависимости от поверхностного натяжения латекса регулирующая система осуществляет корректировку расхода эмульгатора в обратно пропорциональной зависимости от отклонения концентрации инициатора в реакционной смеси от заданного значения, измеренного в полимеризаторе.

Преимуществом предлагаемого способа перед известным янляется то, 65 что он позноляет понысить проиэво95Я392 днтельность полимеризационной бата- . тери на 1% и способствует улучшению среднеквадратичного отклонения вязкости полимера по Муни до 5 ед. (в известном способе колебания могут достигать 15-20 ед.).

Формула изобретения

Способ регулирования процесса инициированной полимеризации, заключавшийся в стабилизации температуры в реакционной зоне и изменении расхода эмульгатора, подаваемого на вход батареи полимеризаторов, в зависимости от поверхностного натяжения латекса, о т л и чающий с я тем, что, с целью улучшения по каэателей вязкости полимера, расход эмульгатора дополнительно корректируют в обратно пропорциональной зависимости от концентрации инициатора в реакционной смеси, Измеренной по крайней мере в одном полимериэаторе батареи.

Источники информации, 0 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 170676, кл. С 08 F 2/00, 1964.

2. Производство синтетического каучука. Технологический регламент

f5 Сумгаитского завода синтетического каучука. Сумгаит, 1975, с. 50-51 (прототип) °

954392

Составитель В. Шувалов

Редактор A. Orap Техред M.ÊîøÒÓÐ Корректор Г. Решетник е Я

Заказ б363/20 Тираж 514. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал .ППП "Патент".. r Ужгород, ул.Проектная,4 ппл .патент эак. 3P A Ф,