Способ регулирования процесса полимеризации этилена в крупнотоннажной установке

Способ регулирования процесса полимеризации этилена в крупнотоннажной установке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА В КРУПSU ,.,. 1033505 А 3

(191 (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° "мвв „

4 уФ

Ф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ вЂ” СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН С.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3284399/23-05 (22) 30.04.81 (46) 07.08 83. Бюл. и 29 (72) Б.В Вольтер,, А .Э.Софиев и А.Н,Савельев (71) Государственный всесоюзный центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (53) 66. 012-52(088Я) (56) 1. Вольтер Б. В. и др. Автома- тизация производства полиэтилена, И., ЦНИИТЭприборостроения, 1968, с. 38-45.

2. Авторское свидетельство СССР

N 466247, кл. С 08 f 2/00, 1973 (прототип), (54)(57) .СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛИИЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА В КРУПam С 08 f 110/02; 6 05 Р 27/00

НОТОННАЖНОЙ УСТАНОВКЕ, состоящей из трубчатого реактора и отделителей высокого и низкого давления, заключающийся в регулировании давления в реакторе путем воздействия ма расход реакционной смеси после труб чатого реактора с коррекцией по тем-. пературе в реакторе,. о, т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью пбвышения точности. регулировайия пока- " зателя текучести расплава полимера; регулируют отношение суммы расходов свежего этилена и этилена из отделителя низкого давления к расходу кислорода путем изменения расхода кислорода и корректируют данное: отношение и давление в реакторе в зависимости от показателя текучести расплава полимера.

Ф 1О33

Изобретение относится к автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано при управлении крупнотоннажным процессом полимериэации этилена в трубчатом реакторе при высоком давлении в нефте- . химической промышленности.

Известен способ управления процессом получения полиэтилена при высоком давлении, заключающийся в ста" 111 билизации, температуры и давления в реакторе полимеризации, определении оптимального отношения производительности процесса и среднего молекулярного веса получаемого поли" мера и воздействии, в зависимости от величины укаэанного соотношения, на температуру, давление в реакто" ре и на расходы газообразного и жид" кого инициаторов и химического .регулятора длины цепи полимера, а так" же регулирования молекулярно-массово-. го распределения полимера воздействием яа расход химического регулятора длины цепи полимера в реакторе 1 1 ). ;25

Однако известный способ не обеспечивает качественных показателей поли» мера из-за сравнительно большого транспортного запаздывания при стабилизации З температурного режима .процесса flof3H» меризации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо . соб регулирования процесса полимеризации этилена в крупнотоннажной ус 35 тановке, состоящей из трубчатого реактора и отделителей высокого и низкого давления, заключающийся в регулировании давления в реакторе путем воздействия на расход реакционной смеси после трубчатого реактора с коррекцией по температуре в peaic" торе Г 2).

Недостатком известного способа

° является ограниченные воэможности в

45 отношении повышения точности регулирования .показателя текучести расплава полимера, так как им не предусмотрено измерения этого показателя и корректировке технологического режима в зависимости от его величины.

Целью. изобретения является повы- . шение точности регулирования показателя текучести расплава полимера.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу регулирования процесса полимеризации этилена в

505 1 крупнотоннажной установке, состоящей из трубчатого реактора и отделителей васокого и низкого давления, заключающемуся в регулировании давления в реактор путем воздействия на расход реакционной смеси после трубчатого реактора с коррекцией по температуре в реакторе, дополнительно регулируют отношение суммы расходов свежего этилена и этилена от отделителя низкого давления к расходу няалорода путем изменения расхода кислорода и корректируют данное отношение и давление в реакторе в зависимости от показателя текучести расплава полимера.

На чертеже показана блок-схема одного из вариантов системы регулирования.

Система регулирования состоит из компрессора 1 nepsoro каскада, компрессора 2 второго каскада, трубчатого реактора 3, отделителя 4 высокого давления, отделителя 5 низкого давления, датчика 6 расхода свежего этилена, датчика 7 расхода непрореагировавшего этилена из отделителя низкого давления 5, датчика 8 расхода кислорода, регулятора 9 отношения суммы расходов свежего этилена, поступающего на установку и непрореагировавшего этилена низкого давления, к расходу кислорода, клапана ,10 на трубопроводе кислорода, датчика 11 температуры в трубчатом реакторе 3, датчика 12 давления в трубчатом реакторе 3, регулятора 13 давления в трубчатом реакторе 3, клапана

14. на потоке реакционной смеси после трубчатого реактора 3, датчика 15 показателя текучести расплава полимера и регулятора 16.

Система работает следующим образом.

С помощью датчика 12 давления в трубчатом реакторе 3 и Регулятора 13 давления .регулируют давление в реакторе 3 путем воздействия на регулируаций клапан 14, температуру в трубчатом реакторе 3 измеряют с помощью датчиков 11 температуры, сигналы которых подают для коррекции на регулятор 13 давления. С помощью датчика 15 показателя .текучести расплава, расположенного после отделителя 5 низкого давления и регулятора 16 регулируют давление.в реакторе путем коррекции задания давления регулятору 13 давления. Тем самым обес3 1033505 4 печивается коррекция режима процес. са полимеризации по контуру регулирования характеризуемому максимальным быстродействием.

Необходимость введения коррекции задания регулятору давления в зависимости от значения показателя текучести расплава полимера обусловлена тем, что вследствие наличия неконтролируемых возмущений-колебаний состава рабочего газа, подаваемого в трубчатый реактор 3 (из -за примесей: пропилена, метилена и т.д., являющихся передатчиками цепи полимеризации), имеют место значительные колебания (до 5ОЖ) значения показателя текучести расплава полимера. Чем выше содержание примесей, тем выше значение показателя текучести расплава и наоборот, С целью оперативной компенсации этих колебаний производится коррекция задания регулятору давления, что приводит к изменению давления и его стабили зации на новом уровне и, как следствие, к изменению температурного режима в трубчатом реакторе 3. При повьыении значения показателя теку- . чести расплава 1 в результате коррекции задания регулятору давления ) снижается давление в реакторе, что приводит к снижению показателя текучести расплава полимера и наоборот.

Зависимость, реализуемая регулятором 13, может быть представлена в виде коэффициента коррекции. Этот коэффициент характеризует величину коррекции задания при изменении показателя текучести расплава (относительно заданного значения) на величину, равную О, 1 г/10 мин.

С помощью датчика 6 расхода свежего этилена, датчика 7 расхода непрореагировавшего этилена из отделителя 5 низкого давления, датчика

8 расхода кислорода и регулятора 9 отношения, производится регулирование отношения между суммой расходов этилена, подаваемого в реактор 3, и расходом кислорода.

Введение новой регулируемой величины - отношение между суммой расходов этилена и расходом кислорода, обусловлено следующим. Колебания степени конверсии (производительности реактора) приводит к флуктуациям количества этилена, поступающего из отделителя низкого давления, Следствием этого являлись колебания

10 t5

Зо

55 концентрации кислорода в рабочем газе, uacm приводившие к нарушениям технологического режима и к получению некондиционного продукта, так как известно, что начальная концентрация кислорода наряду с давлением являются основными параметрами, определяющими процесс полимеризации и качество полимера. Контур регулирования построен таким образом, что концентрация кислорода на входе в трубчатый реактор 3 стабилизируется независимо от колебаний расхода эти" лена, поступающего иэ отделителя низкого давления. Это обеспечивается тем, что при постоянной подаче све.жего этилена и при увеличении количества этилена, поступающего из отдепителя низкого давления, увеличивается расход кислорода и начальная концентрация кислорода в рабочем газе сохраняется на заданном уровне. При уменьшении количества этилена, поступающего иэ атделителя низкого давления, подача кислорода соответственно уменьшается, и начальная концентрация кислорода в рабочем газе, подаваемом на входе трубЧатого реактора, остается постоянной.

Необходимость коррекции величины . отношения между суммой расходов этилена, подаваемого s реактор, и расходом кислорода в зависиьюсти от величины отклонения показателя текучести расплава от заданного обусловлена следующим. Давление в трубчатом реакторе можно скорректировать в зависимости от величины показателя текучести расплава полимера на величину ие более 250 ать, так как в противном случае, получаемый продукт имеет плотность, отличающуюся от задаваемой технологическим-.регламентом. Коррекция величины отношения между суммой расходов этилена, подаваемого в реактор, и расходом кислорода в зависимости от величины отклонения показателя текучести расплава от заданного реализуется такими образом, что при увеличении величины показателя текучести расплава повышается указанная величина отношения и начальная концентрация кислорода:в рабочем газе, подаваемом в реактор, снижается. Это приводит к уменьшению температуры в трубчатом реакторе 3 и, как следствие, к снижению показателя текучести расплава. Наоборот, 3 1033505 d при уменьшении величины показателя нения показателя текучести распла" текучести расплава в результате кор- ва 9,2-7,0 г/10 мин. рекции укаэанное отношение уменьша- Использование предлагаемого cno" ется, начальная концентрация в ра" соба позволит повысить точность ребочем газе возрастает, температура в g гулирования показателя текучести реакторе повышается и, как следст- . расплава полимера путем коррекции вие, повышается показатель текучести величины давления в реакторе, в завирасплава. симости от показателя текучести расЗависимость для канала коррекции, плава полимера, а также путем регупо которой работает регулятор 9, мо- 10 лирования отношения между суммой жет быть представлена в виде козффи" расходов этилена, поступающего в ре.циента коррекции, Этот коэффициент актор, и расходом кислорода с цехарактеризует величину коррекции лью стабилизации начальной концензадания регулятору отношения в ППИ трации кислорода в рабочем газе, при(концентрация кислорода в этилене, 15 чем указанное отношение корректирувыраженная в весовых частях на млн, ется в зависимости от показателя тезадается технологическим регламентом), кучести расплава. Предлагаемый спопри изменении показателя текучести соб позволяет стабилизировать в узрасплава относительно заданного зна-, . ких пределах показатель текучести чения на величину, равную 0,1 г/10минро pacwaaa и уменьшить выход неконЭтот коэффициент составляет 4"0 5 ППИ диционного продукта в среднем на (0,1 г/10 мин} для диапазона изме- .12-153.

ВНИИПИ Заказ 5555/25 ТиРаж ч94 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4