Способ применения нелинейной динамики для контроля работоспособности газофазного реактора, предназначенного для получения полиэтилена

Способ применения нелинейной динамики для контроля работоспособности газофазного реактора, предназначенного для получения полиэтилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу контроля неразрывности псевдоожиженного слоя и непрерывной работы газофазного реактора с псевдоожиженным слоем путем анализа комплексности (сложности) сигнала. Изобретение относится, в частности, к способу обнаружения расслоения в псевдоожиженном слое реактора и оценки комплексности сигнала и определения непрерывности работы реактора методами нелинейной динамики. Изобретение относится также к контролю непрерывной работы реактора путем обнаружения образования в нем расслоения и его устранения путем выполнения встречных мероприятий.

Уровень техники

Рециркуляционные реакторы с псевдоожиженным слоем обладают целым рядом достоинств и находят широкое применение благодаря однородности состава и равномерному распределению температуры, простоте выборочного контроля и интенсивному перемешиванию. Идеальная непрерывность работы реактора непосредственно связана с его стабильной и высокой производительностью, отсутствием расслоения (см. патенты US 5436304 и US 5405922, включенные в настоящее описание в качестве ссылки) и, как следствие этого, постоянной производительностью. Появление расслоения в реакторах с псевдоожиженным слоем требует сложной, связанной с потерями рабочего времени остановки реактора. К сожалению, в настоящее время не известны какие-либо способы устранения этих крайне нежелательных последствий, связанных с появлением в реакторе расслоения.

Работоспособность реактора определяется тремя взаимосвязанными факторами: катализатором и химическими особенностями протекающих в нем процессов, рабочей поверхностью и физико-химическими процессами и факторами, влияющими на характер протекающей в реакторе реакции. К последним относятся конструктивные особенности системы заполнения реактора катализатором, характер роста частиц, выделение и отвод тепла, морфология частиц, поведение псевдоожиженного слоя, эффекты, связанные с конденсацией и особенности контроля протекающего в реакторе процесса. Из всех этих факторов самыми сложными для понимания и поддержания непрерывной работы реактора являются проблемы, возникающие в том случае, когда скорость, с которой из реактора отводят тепло, превышает скорость, с которой это тепло выделяется в реакторе.

Эффективность теплообмена обеспечивается определенными условиями, в которых протекает реакция и которые должны обеспечивать достаточно широкий интервал устойчивого теплового режима работы реактора в макромасштабе (на уровне всей системы), в микромасштабе (внутри частиц) и в мезомасштабе (между частицами). Для полного контроля происходящих в реакторе процессов теплообмена необходимо понять несколько основных принципов. Хорошо известно, что в основе процесса теплообмена лежит либо механизм проводимости, либо механизм конвекции. Теплообмен, связанный с проводимостью или конвекцией, определяется коэффициентами теплопроводности и конвекции. Эти коэффициенты используют для определения критерия подобия Нуссельта (Nu), который характеризует интенсивность конвективного теплообмена на поверхности одиночных капель испаряющейся жидкости. Обычно предполагают, что этот же критерий подобия можно использовать и для оценки конвективного теплообмена в многофазном газотвердом потоке, пренебрегая при этом теплообменом между отдельными частицами (и от которого тепловой режим работы реактора зависит на мезомасштабном уровне). Игнорирование влияния на протекающие в реакторе процессы конвективного теплообмена между отдельными частицами предполагает, что упомянутый выше критерий подобия справедлив только для сильно разбавленных систем. Сравнительно недавно было опубликовано несколько основанных на экспериментальных и теоретических принципах работ, посвященных процессу многофазного теплообмена.

Несмотря на постоянно растущий интерес к критерию подобия Нуссельта, проведенные в последнее время исследования, основанные на использовании методов вычислительной гидродинамики (ВГД), указывают на существенное влияние взаимодействия отдельных частиц на процесс газофазной полимеризации полиэтилена. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что между крупными и мелкими частицами существует большой перепад температуры и что разность температур между частицами в большей степени влияет на процесс теплообмена, чем разность температуры внутри самих частиц. Сказанное означает, что при физическом контакте двух приблизительно равных по размеру частиц между ними в псевдоожиженном слое образуется перегретое место. При этом, кроме того, небольшие по размерам высокоактивные частицы экранируются от потока газа, и не вступают с ним в какой-либо контакт, и в результате быстро перегреваются. При наличии в псевдоожиженном слое устойчивых к тепловому воздействию отдельных частиц реактор работает с постоянной скоростью полимеризации. В опубликованных в настоящее время работах отмечается также, что физический контакт между мелкими горячими частицами и крупными, сравнительно холодными частицами, позволяет избежать местного перегрева псевдоожиженного слоя. Отсутствие местного перегрева связано с минимальным влиянием на температуру слоя происходящих между частицами процессов теплопроводности и конвективного теплообмена.

В нормально работающем реакторе поверхность частицы постоянно меняется (обновляется) со скоростью, которая определяется главным образом временем, в течение которого частица находится в реакторе. Частица, которая находится у стенки реактора в течение короткого промежутка времени, обладает большой кинетической энергией, и адиабатическое повышение ее температуры мало. Поэтому путем измерения флуктуации теплового потока можно судить о степени перемешивания частиц или о времени нахождения частицы у стенки реактора. Существенным моментом является то, что отдельные частицы находятся в устойчивом состоянии в течение очень небольшого промежутка времени, длительность которого обычно не превышает 0,1 с. Чем меньшее время частица будет находиться у стенки реактора, тем выше будет коэффициент теплопередачи и тем ниже будет температура стенки реактора. При сращивании отдельных частиц и образовании в реакторе слоев полимера коэффициент теплопередачи падает. При увеличении температуры частицы размягчаются и плавятся и в реакторе происходит расслоение полимера. Расслоение полимера сопровождается искажением структуры псевдоожиженного слоя и перебоями в подаче катализатора, забиванием полимером системы выгрузки реактора и образованием в полученном полимере отдельных слоев из агломерированных расплавленных частиц.

Постоянное и устойчивое псевдоожижение частиц является важным фактором, от которого зависит производительность реактора. Измерения объемной плотности псевдоожиженного слоя свидетельствуют о колебаниях уровня слоя, наличии в нем отдельных пузырей газа и скоплений сплавившихся друг с другом частиц полимера. Скопления сплавившихся друг с другом частиц полимера образуются в результате коалесценции пузырей, в частности в тех зонах, где отношение газовой фазы слоя к твердой фазе достаточно велико. При падении давления находящийся в реакторе газ расширяется и из него образуются отдельные пузыри. Пузырьки газа постепенно увеличиваются в размерах, и в результате коалесценции в псевдоожиженном слое образуются газовые пробки, разделяющие содержащуюся в скоплениях сплавившихся частиц полимера эмульсионную фазу. Образование скоплений сплавившихся друг с другом частиц полимера приводит к большим изменениям массового расхода и падению давления в реакторе. Возникающие в псевдоожиженном слое волны большой амплитуды имеют скорость, меньшую скорости смеси.

В патенте US 5148405, который включен в настоящее описание в качестве ссылки, описан способ использования акустической эмиссии (звука) для измерения в протекающем по трубопроводу многофазном потоке количества содержащихся в нем скоплений сплавившихся друг с другом частиц полимера. Возникающие в протекающем по трубопроводу многофазном потоке возмущения обусловлены гравитационными силами и проявляются в образовании многослойных неустойчивых волн, возникающих на поверхности раздела между газом и жидкостью и в конечном итоге образующих в трубопроводе местные сопротивления и пробки.

Измерение акустической эмиссии (звука) обладает целым рядом достоинств, связанных, в частности, с получением информации в реальном масштабе времени и возможностью количественно и качественно контролировать происходящий процесс. Измерение акустической эмиссии, которое является бесконтактным методом измерений, предполагает активное или пассивное измерение энергии в виде волновой энергии колебаний. В принципе акустика относится к образованию, передаче и приему энергии, которая может проходить через газы, жидкости и твердые тела.

Часто состояние псевдоожиженного слоя как единой системы контролируют путем измерения давления в реакторе, изменения которого свидетельствуют о колебаниях псевдоожиженного слоя. Для измерения перепада давления обычно используют специальные штуцеры для отбора давления. Измерение перепадов давления позволяет только качественно судить о работоспособности реактора и не позволяет прогнозировать или предотвращать значительные перебои в непрерывной работе реактора. В настоящее время не известны какие-либо аналитические методы контроля работы реактора, позволяющие в оперативном режиме идентифицировать причины расслоения псевдоожиженного слоя.

Поскольку многие переменные, от которых зависит работа реактора, обладают нелинейной характеристикой, в последнее время для контроля химических процессов, связанных с нелинейными переменными, стали широко использовать нелинейные модели. Так, например, в патенте US 6263355, который включен в настоящее описание в качестве ссылки, описан быстрый фильтр шума, который, отфильтровывая шум от выходного сигнала датчика или контроллера, позволяет исключить из процесса контроля анализ ложной информации о хаотично происходящих событиях. В патенте US 6122557, который также включен в настоящее описание в качестве ссылки, предлагается способ контроля химического реактора, предпочтительно давления в реакторе, который основан на использовании подпрограммы упреждения для расчета баланса параметров, чувствительных к многомерным входным данным, и который использует все преимущества подпрограммы быстрой фильтрации шума.

В настоящем изобретении для определения начала процесса расслоения псевдоожиженного слоя и наличия в нем расслоений предлагается использовать нелинейные аналитические модели, полученные для непрерывно работающего реактора. В настоящем изобретении по существу предлагается дешевый и эффективный способ оценки работы реактора с псевдоожиженным слоем, позволяющий контролировать основные возмущения, нарушающие постоянство структуры псевдоожиженного слоя и приводящие, в частности, к его расслоению. В изобретении, в частности, предлагаются различные способы оценки, анализа и контроля неразрывности псевдоожиженного слоя и непрерывной работы реактора с псевдоожиженным слоем.

Краткое изложение сущности изобретения

В настоящем изобретении предлагается способ оценки состояния промышленного газофазного реактора с псевдоожиженным слоем измерением по меньшей мере одной из системных переменных, фильтрацией полученных данных для демодуляции временных рядов и вычислением сигнала, который свидетельствует о непрерывной работе реактора. К системным переменным относятся акустическая эмиссия (распространение звука), перепад давлений, общий вес и объем псевдоожиженного слоя, объемная плотность псевдоожиженного слоя, статическое напряжение и температура стенки реактора.

В настоящем изобретении предлагается также способ определения непрерывной работы реактора измерением передаваемого акустического сигнала, фильтрацией передаваемых данных и вычислением сигнала, который характеризует состояние псевдоожиженного слоя до его расслоения и изменение структуры псевдоожиженного слоя или его переходное состояние.

В изобретении, кроме того, предлагается способ контроля непрерывной работы газофазного реактора с псевдоожиженным слоем, заключающийся в измерении по меньшей мере одной меняющейся во времени системной переменной, фильтрации полученных данных для демодуляции временных рядов и вычислении сигнала по отфильтрованным данным. Работа реактора в непрерывном режиме определяется сравнением вычисленного сигнала, полученного на реакторе, с сигналом контрольного реактора и при необходимости регулируется путем выполнения встречных мероприятий, обеспечивающих непрерывную работу реактора, при этом такое определение непрерывной работы реактора и/или контроль эффективности принятых мер можно выполнить непосредственно на месте (локально) или дистанционно с использованием хорошо известных и эффективных средств связи и передачи данных.

Другие задачи, отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения более подробно рассмотрены ниже. При этом, однако, следует отметить, что подробное описание изобретения и рассмотренные в нем конкретные примеры некоторых предпочтительных вариантов возможного осуществления изобретения лишь иллюстрируют изобретение и не исключают возможности внесения в них различных очевидных для специалистов изменений и усовершенствований, не выходящих за объем формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Перечисленные ниже чертежи являются составной частью описания изобретения и включены в описание для более полной демонстрации определенных аспектов изобретения. Изобретение можно лучше понять со ссылками на один или несколько чертежей в сочетании с подробным описанием нескольких конкретных вариантов, иллюстрируемых чертежами, на которых показано:

на фиг.1 - временные ряды, иллюстрирующие влияние отдельных выбросов на результаты измерений объемной плотности псевдоожиженного слоя,

на фиг.2 - отфильтрованные результаты измерений, полученные с помощью поверхностных термопар,

на фиг.3 - иллюстрация вложения задержки времени в выбранной системе координат и связь пересекающегося интервала с фазопространственной орбитой,

на фиг.4 - временные циклы, вычисленные на основе результатов измерений, полученных с помощью термопар, и свидетельствующие о расслоении псевдоожиженного слоя,

на фиг.5 - среднее отклонение и продолжительность цикла реактора в неустойчивом состоянии,

на фиг.6 - среднее отклонение и продолжительность цикла реактора в промежуточном между неустойчивым и стабильным состояниями,

на фиг.7 - среднее отклонение и продолжительность цикла реактора в стабильном состоянии,

на фиг.8 - корреляция между средним отклонением, средней продолжительностью цикла и склонностью к расслоению на различных стадиях расслоения,

на фиг.9 - график изменения во времени преобразованной шенноновской энтропии неустойчиво работающего реактора,

на фиг.10 - сигнал колмогоровской энтропии, вычисленный по отфильтрованным результатам измерений объемной плотности псевдоожиженного слоя,

на фиг.11 - связь колебаний уровня псевдоожиженного слоя и движения через него пузырей газа с сигналом, полученным при измерении объемной плотности псевдоожиженного слоя,

на фиг.12 - влияние перемешивания частиц у стенки реактора на сигнал поверхностной термопары,

на фиг.13 - трехмерный график собственных значений, построенный по множеству отфильтрованных сигналов,

на фиг.14 - график, построенный для различных катализаторов, для которых получены отфильтрованные сигналы, обработанные по главным компонентам.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

Слова, которые в описании указаны в единственном числе, могут характеризовать и несколько таких же понятий или терминов. То же самое относится и к понятиям или терминам, которые упоминаются в формуле изобретения в контексте со словом "содержащий" или "включающий". Встречающийся в описании термин "другой" может означать по меньшей мере второй или другие. Термин "локальный", который используется в контексте с определением непрерывности работы реактора и выполнением встречных мероприятий, обеспечивающих его непрерывную работу, означает, что эти действия выполняются непосредственно на установке для полимеризации, содержащей и сам реактор, и расположенное за ним оборудование. "Дистанционное" определение непрерывности работы реактора и выполнение встречных мероприятий, обеспечивающих его непрерывную работу, означает, что эти действия выполняются за пределами содержащей реактор и расположенное за ним оборудование установки для полимеризации, в том числе на большом от нее удалении, например централизованно на территории США для установок, расположенных в южном полушарии.

Оптимально непрерывный режим работы является предпочтительным режимом работы газофазного реактора с псевдоожиженным слоем и предполагает его устойчивую и эффективную работу. Непрерывная работа реактора связана с совокупностью различных системных переменных, которые влияют на работу реактора, в частности с такими параметрами, как объемная плотность псевдоожиженного слоя, температура реактора и его стенок, статическое напряжение, объем псевдоожиженного слоя и давление в нем. Нарушение непрерывной работы (непрерывности) реактора отрицательно сказывается на его производительности и на качестве получаемого в нем продукта. Основным признаком нарушения непрерывной работы реактора является расслоение псевдоожиженного слоя, которое проявляется в расслоении полимера или образовании агломератов на стенке или на верхнем куполообразном днище реактора (см. патенты US 5436304 и US 5405922). Обычно расслоение псевдоожиженного слоя требует остановки и ремонта реактора. Настоящее изобретение относится к контролю, обнаружению, анализу и регулированию непрерывности работы реактора в начале реакции, в процессе роста полимера и по окончании полимеризации.

В одном из вариантов в настоящем изобретении предлагается способ определения непрерывности работы реактора, заключающийся в измерении по меньшей мере одной из системных переменных реактора в течение времени, необходимого для получения данных, фильтрации полученных данных для демодуляции временных рядов, вычислении по отфильтрованным данным сигнала и определении непрерывности работы реактора сравнением вычисленного сигнала и сигнала контрольного реактора.

В одном из конкретных вариантов осуществления изобретения период времени, в течение которого получают данные, представляет собой время, необходимое для сбора информации, характеризующей несколько точечных данных. В другом конкретном варианте осуществления изобретения в качестве системных переменных используют акустическую эмиссию (звук), перепад давления в псевдоожиженном слое, общий вес/объем псевдоожиженного слоя, объемную плотность псевдоожиженного слоя, статическое напряжение и температуру стенки реактора.

При получении данных предпочтительно получают быстро изменяющиеся данные, которые собирают с частотой более 1 Гц. Данные собирают и регистрируют в течение 1-60 мин со скоростью 10 точечных данных в секунду. Сбор данных происходит итеративно в определенном диапазоне скорости сбора данных в течение времени от нескольких минут до нескольких часов. Меняющиеся с высокой скоростью данные пропускают через фильтр нижних частот, срезающий все частоты ниже 40 Гц и ослабляющий все более высокие частоты, которые относятся к любому событию, продолжительность которого не превышает 25 мс (миллисекунд). Данные, которые регистрируются непрерывно по одной точке в секунду во всем диапазоне измерений, считаются медленно изменяющимися данными. Специалистам в данной области известно, что скорость сбора данных меняется от условий эксперимента и что указанная выше скорость сбора данных вполне достаточна для того, чтобы по ним можно было судить о непрерывной работе реактора. Специалистам в данной области известно также, что для сбора данных можно использовать различные и достаточно распространенные средства измерений (в частности средства отбора давления, которые используют для измерения давления в псевдоожиженном слое).

В одном из конкретных предпочтительных вариантов осуществления изобретения в качестве быстро изменяющихся данных используют отфильтрованные данные об объемной плотности псевдоожиженного слоя, общем перепаде давления в псевдоожиженном слое, статическом напряжении, акустической эмиссии и температуре, измеренной поверхностными термопарами. Средства измерений, которые можно использовать для получения этих данных, хорошо известны специалистам и в большом объеме выпускаются промышленностью.

В еще одном конкретном варианте осуществления изобретения вычисленный сигнал содержит информацию об энтропии, изменение или предпочтительно уменьшение которой в вычисленном сигнале свидетельствует о нарушении непрерывной работы реактора.

В другом варианте осуществления изобретения при расчете сигнала определяют продолжительность (время) цикла (период), по изменению которого, предпочтительно по его увеличению, можно судить о нарушении непрерывной работы реактора. Под "временем цикла" понимается средняя продолжительность нахождения частиц у стенки реактора, которая зависит от образования в псевдоожиженном слое пузырей и параметров разжижения. Время цикла определяют на основании данных, полученных измерением по меньшей мере одной системной переменной, характеризующей непрерывность работы реактора, такой как объемная плотность псевдоожиженного слоя или температура стенки реактора.

В еще одном конкретном варианте осуществления изобретения при вычислении сигнала определяют среднее отклонение. Термины "среднее отклонение", "среднее абсолютное отклонение" и "первый абсолютный момент" являются взаимозаменяемыми терминами. Среднее отклонение (СО) служит мерой изменения (флуктуации) амплитуды сигнала и определяется по следующему уравнению (уравнение I):

Определенное таким образом среднее отклонение СО аналогично стандартному отклонению или дисперсии, где х_i означает измеренную величину с индексом i, a означает среднее значение измеренной величины. При этом означает абсолютное значение величины, а означает ожидаемое значение (когда величина усредняется по всем временным рядам).

В другом варианте осуществления изобретения при определении непрерывности работы реактора предлагаемым в изобретении способом определяют предшествующее расслоению состояние псевдоожиженного слоя, изменение режима разжижения и переходное состояние псевдоожиженного слоя.

В альтернативном варианте осуществления изобретения непрерывную работу реактора определяют сравнением времени цикла реактора со средним отклонением того же реактора и снижение непрерывности реактора и, в частности, наличие расслоения определяют по увеличению времени цикла и сопутствующему этому уменьшению среднего отклонения.

В еще одном варианте осуществления изобретения при фильтрации полученных данных используют фильтр нижних частот, такой как импульсный двоичный фильтр, фильтр Клаппа-Хивели (Clapp-Hively), или используют среднеквадратические значения. Предпочтительно с помощью фильтра демодулируют временные ряды с получением характерной информации о степени непрерывности работы реактора.

В другом варианте осуществления изобретения предлагается способ определения непрерывности работы реактора, заключающийся в том, что на стенке реактора устанавливают датчик акустической эмиссии, измеряют распространение акустической энергии с получением данных о состоянии псевдоожиженного слоя реактора, фильтруют полученные данные, демодулируя временные ряды, вычисляют сигнал для временных рядов и определяют непрерывность работы реактора сравнением вычисленного сигнала с сигналом контрольного реактора. Для специалистов в данной области очевидно, что сигнал, вычисленный для первых временных рядов, можно использовать в качестве сигнала контрольного реактора и сравнивать его с сигналом, вычисленным для вторых временных рядов того же реактора. В этом случае по разнице между сигналами, вычисленными для первых и вторых временных рядов, можно судить об изменении непрерывности работы реактора.

В одном из конкретных вариантов осуществления изобретения акустическую эмиссию измеряют в диапазоне частот от 100 до 400 кГц, предпочтительно на частоте 190 кГц. В другом конкретном варианте осуществления изобретения акустическую эмиссию измеряют пассивным акустическим датчиком, что, однако, не исключает возможности применения и активных акустических датчиков.

В другом конкретном варианте осуществления изобретения полученные данные фильтруют с помощью фильтра нижних частот, таких как фильтр Клаппа-Хивели, импульсный двоичный фильтр, или используют среднеквадратические значения.

В еще одном конкретном варианте осуществления изобретения при вычислении сигнала определяют энтропию, время цикла, среднее отклонение, степень корреляции, спектральную функцию и спектр собственных значений. Спектр собственных значений получают, в частности, анализом главных компонентов.

В еще одном конкретном варианте осуществления изобретения при определении непрерывности работы реактора определяют предшествующее расслоению состояние псевдоожиженного слоя, изменение режима сжижения и переходное состояние псевдоожиженного слоя.

В еще одном варианте осуществления изобретения предлагается способ контроля непрерывной работы газофазного реактора с псевдоожиженным слоем, который заключается в том, что измеряют по меньшей мере одну системную переменную реактора в течение времени, необходимого для получения данных, фильтруют полученные данные для демодуляции временных рядов, вычисляют по отфильтрованным данным сигнал, определяют непрерывность работы реактора сравнением вычисленного сигнала с сигналом контрольного реактора и выполняют встречные мероприятия, обеспечивающие непрерывную работу реактора.

В конкретном варианте осуществления изобретения при измерении по меньшей мере одной системной переменной реактора измеряют акустическую эмиссию, перепад давлений, общий вес и объем псевдоожиженного слоя, объемную плотность псевдоожиженного слоя, статическое напряжение или температуру стенки реактора. В еще одном конкретном варианте осуществления изобретения акустическую эмиссию (распространение звука) измеряют пассивным акустическим датчиком.

В одном из конкретных предпочтительных вариантов осуществления изобретения при получении данных получают быстро изменяющиеся данные, к которым относятся отфильтрованные данные об объемной плотности псевдоожиженного слоя, общем перепаде давления в псевдоожиженном слое, статическом напряжении, акустической эмиссии и температуре, измеренной поверхностными термопарами.

В еще одном конкретном варианте осуществления изобретения при вычислении сигнала вычисляют сигнал, который содержит информацию об энтропии, времени цикла и среднем отклонении. Предпочтительно вычислять сигнал, содержащий информацию о времени цикла, не ограничиваясь при этом получением нестационарных данных (в частности данных об объемной плотности псевдоожиженного слоя). Энтропия является показателем комплексности сигнала, поэтому уменьшение энтропии свидетельствует о снижении эффективности перемешивания, снижении непрерывности реактора и образовании избытка полимера на стенке реактора и/или рядом с ней.

В другом конкретном варианте осуществления изобретения при выполнении встречных мероприятий, обеспечивающих непрерывную работу реактора, в реактор инжектируют поглотитель, в качестве которого используют, например, монооксид углерода, диоксид углерода, кислород или воду. В другом варианте осуществления изобретения при выполнении встречных мероприятий, обеспечивающих непрерывную работу реактора, в реактор добавляют антистатические и простатические агенты (см. патенты US 4803251 и US 5391657, включенные в настоящее описание в качестве ссылки).

В еще одном конкретном варианте осуществления изобретения при выполнении встречных мероприятий, обеспечивающих непрерывную работу реактора, регулируют температуру реактора, регулируют скорость среды, добавляют в реактор поверхностный модификатор, такой как дистеарат алюминия, и импульсно добавляют газ. В последнем случае газ добавляют предпочтительно итеративно до тех пор, пока реактор не начнет работать в непрерывном и/или нормальном режиме.

В другом конкретном варианте осуществления изобретения при выполнении встречных мероприятий, обеспечивающих непрерывную работу реактора, регулируют парциальное давление мономера, уровень псевдоожиженного слоя, скорость подачи катализатора и скорость подачи этилена.

В альтернативном варианте при осуществлении предлагаемого в изобретении способа непрерывность работы реактора определяют сравнением времени цикла реактора со средним отклонением.

Температура стенки реактора является системной переменной, которая легко измеряется поверхностными термопарами. Среднее значение сигналов термопар с течением времени медленно изменяется, возможно, в связи с наличием в динамической модели реактора "холодных клеток". Несмотря на то, что такие изменения сигналов термопар и несут в себе достаточно интересную информацию, тем не менее в некоторых численных алгоритмах они создают определенные проблемы. Для снижения дрейфа термопар используют фильтр Клаппа-Хивели, импульсный двоичный фильтр или среднеквадратические значения данных. Фильтр Клаппа-Хивели при нулевом сдвиге по фазе подбирает многочлен второго порядка и демодулирует сигнал в полосе нижних и высоких частот. При этом, в частности, первая точка данных является вершиной параболы в отфильтрованных данных. Вычисляется эта точка подбором наименьших квадратов двух точек данных, предшествующих первой точке, и двух точек данных, следующих за первой точкой. Фильтр разделяет временные ряды по полосам нижних и высоких частот. Ширина полосы пропускания фильтра (количество используемых в подобранном многочлене предыдущих и последующих точек) определяет частоту излома характеристики фильтра. При симметричной полосе пропускания фильтр обладает нулевым фазовым сдвигом.

Работа фильтра при измерениях температуры поверхностными термопарами проиллюстрирована на фиг.2. В верхней части на фиг.2 показан неотфильтрованный меняющийся во времени сигнал. На неотфильтрованный сигнал наложен сигнал, изменяющийся во времени с низкой частотой, который совпадает с неотфильтрованным сигналом, а в нижней части на фиг.2 показан сигнал, который изменяется во времени с высокой частотой. В сигнале низкой частоты содержатся помехи и медленный дрейф среднего значения сигнала, а в сигнале высокой частоты содержится представляющая интерес информация о выбранной динамике процесса.

Среднее время цикла представляет собой усредненную во времени продолжительность прохождения по орбите полученной по перестроенному сигналу фазопространственной траектории. Практически для оценки этой величины используют разбиение Пуанкаре, основанное на последовательных направленных пересечениях определенной границы. На фиг.3 показан процесс вложения задержки времени в выбранной системе координат и связь интервала пересечения с фазопространственной орбитой. При "вложении" временных рядов используют несколько (в данном случае три) последовательных измерения, выполненных с задержкой времени Т. Искомую траекторию получают по изображениям в трехмерной системе координат этих (трех) точек при скользящем индексе i.

Время цикла вычисляют выбором границы (сегмента, ограниченного изображенными серыми кружками точками на периметре временных рядов) и измерением интервала между последовательными пересечениями границы (точки, изображенные открытыми кружками и сплошными кружками на временных рядах); фазопространственная орбита показана в виде сегмента на графике траектории, начинающегося и заканчивающегося в точках, изображенных кружками серого цвета. Вложение задержки времени в выбранной системе координат рассмотрено также в работе Schouten J.C., Takens F. и van den Bleek C.M. "Maximum-likelihood estimation of the entrophy of an attractor", опубликованной в Phisical Review E 49, 1994, с.126-129 и включенной в настоящее описание в качестве ссылки.

В качестве меры комплексности сигнала используют адаптацию Доу (Daw) оператора оценки Делфта (Delft) по методу максимального правдоподобия энтропии Колмогорова-Синая (см. работу Schouten J.C., Takens F. и van den Bleek C.M "Maximum-likelihood estimation of the entrophy of an attractor", опубликованную в Physical Review E 49, 1994, c.126-129 и работу Schouten J.C. и van den Bleek C.M "Monitoring the quality of fluidization using the short form predictability of pressure fluctuations", опубликованную в AlChE Journal 44, 1998, c.48-60, которые включены в настоящее описание в качестве ссылки). Критерий K_ML оценки по методу максимального правдоподобия позволяет количественно оценить скорость, с которой оператор оценки при измерении времени отклонения для ближайших к траектории сегментов выдает значение энтропии. Этот метод основан на использовании параметра масштаба времени, длины сегмента и параметра масштаба длины и длины разбиения. На основе этих параметров для каждого измерения временных рядов получают одно число, которые сравнивают друг с другом во всем диапазоне рабочих условий псевдоожиженного слоя для определения корреляции комплексности сигнала с возможным расслоением псевдоожиженного слоя.

Другой мерой комплексности сигнала, основанной на символизации данных, является модифицированная форма шенноновской энтропии. При символизации крупных групп данных временных рядов и "вложении" и кодировании рядов символов можно легко каталогизировать частоты динамических моделей. Такой каталог представляет собой гистограмму последовательности символов, конечный результат которой зависит от трех параметров - размера группы символов, длины последовательности и интервала между символами. Шенноновская энтропия, которая является мерой степени организации гистограмм последовательности символов, позволяет оценить, насколько хаотичными являются временные ряды при выбранных при наблюдении масштабах длины и времени. В используемой в настоящем изобретении модифицированной форме шенноновской энтропии (Н_SM), приведенной в указанных ниже работах, N_seq обозначает количество измеренных последовательностей с ненулевой частотой, а р_i обозначает измеренную вероятность последовательности i. Для "хаотичных" данных H_SM≈1, а для нехаотичных данных 0<H_SM<1 (Finney C.E.A., Green J.B.Jr., Daw C.S., "Symbolic time-series analysis of engine combustion measurements", SAE Paper №980624, 1998 и Tang X.Z., Tracy E.R., "Data compression and information retrieval via symbolization". Chaos 8, 1998, c.688-696, обе публикации включены в настоящее описание в качестве ссылки).

Акустическую эмиссию используют для сравнения интерференционных картин или изменений структуры псевдоожиженного слоя реактора для оценки непрерывности работы реактора, предпочтительно путем определения расслоения псевдоожиженного слоя или предсказания его возможного расслоения. Для воздействия на стенку реактора в уязвимых или в не уязвимых к расслоению псевдоожиженного слоя местах ультразвуковой частотой используют акустический преобразователь. Для измерения ультразвукового поля, называемого также акустической эмиссией, используют активные или пассивные локационные датчики. Специалистам в данной области известно, что диапазон ультразвуковых частот охватывает частоты от 20 кГц до 1 МГц без точного определения верхней границы этого диапазона. В изобретении предлагается работать на частоте 190 кГц, хотя для любого специалиста очевидно, что можно работать и с другими ультразвуковыми частотами, позволяющим