Способ автоматического регулирования процесса полимеризации в производстве бутилкаучука

Способ автоматического регулирования процесса полимеризации в производстве бутилкаучука

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

С щиалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 10.0(.77(21) 2494300/23-05 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 08 F 210/1 2

О 05 D 27/00

ГОС)щарстВФаныа xoNIITtT

СССР по делам азобретеннМ к открытий

Опубликовано 250979. Бюллетень 89 35

Дата опубликования описания 2 509.79 (53) УДК 66.012-52 (088.8) (72) Авторы изобретения

Т.A.Àëèåâ, М.И.Мамедов, P.И.Руста

Научно-исследовательский и проектный комплексной автоматиэации нефтяной и промышленности (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ПОЛИМЕРИЗАЦИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУТИЛКАУЧУКА

Изобретение относится к автоматизации процессов полимеризации, оно может быть использовано в нефтехимической и химической отраслях промышленности, в частности при управлении процессом полимеризации в производстве бутилкаучука, проводимом в трубчатом реакторе.

Известен способ автоматического регулирования процесса полимеризации в производстве бутилкаучука, проводимого в трубчатом реакторе при осуществлении движения реакционной массы под действием мешалки, заключающийся в изменении расхода шихты 15 в реактор в зависимости от процента конверсии на выходе из реактора, стабилизации соотношения шихта/катализатор на входе в реактор (1).

Однако нерегулируемый теплосъем 20 в головной части батареи при максимальном расходе хладагента сокращает npo0er каждого реактора и приводит к частым переключениям работающего реактора на резервный, так как 25 в процессе работы реактора на его стенки налипает полимер и в результате этого ухудшается теплосъем реактора, что приводит к превышению допустимой температуры проведения 30 процесса; указанные переключения приводят к нарушениям технологического режима и большой амплитуде переходных процессов в системе регулирования.

Целью изобретения является повышение производительности процесса (эа счет уменьшения налипания полимера на трубки реактора).

Для достижения поставленной цели в способе автоматического регулирования процесса полимеризации бутилкаучука, проводимого в трубчатом реакторе при осуществлении движения реакционной массы под действием мешалки, заключающемся в изменении .расхода шихты в реактор в зависимости от процента конверсии на выходе иэ реактора, стабилизации соотношения шихта/катализатор на входе в реактор, дополнительно изменяют величину соотношения шихта/катализатор в зависимости от нагрузки на валу мешалки реактора, а при превышении величиной указанной нагрузки ее допустимого значения останавливают процесс полимериэации.

На чертеже показана блок-схема системы автоматического регулирования.

687082

Шихта и катализатор подаются в трубчатый реактор 1, снабженный мешалкой 2. Мешалка 2 вращается с помощью электродвигателя 3. Мешалка перемешивает рабочую шихту и катализаторный раствор в нижней части реактора и подает реакционную смесь вверх по трубкам реактора 1. Суспензия полимера отводится иэ верхней части реактора 1 и подается в дегазатор.

Бутилкаучук получают путем совместной полимеризации изобутилена с небольшим количеством изопрена.

Реакция сопровождается выделением тепла и поэтому бутилкаучук синтезируют в инертном растворителе, в качестве последнего в производстве используют хлористый метил. Катализатором катионной полимериэации служит катализатор Фриделя-Крафтса.

В качестве охлаждающего агента используют жидкий этилен.

Рабочая шихта, н состав которой входят изобутилен, иэопрен и хлористый метил, приготавливается и смесителях, куда через мерники подают перечисленные реагенты. B состав рабочей шихты нходят, об.%: изобутилен 25-28, иэопрен 0,5-0,6 и хлористый метил 71,4-71,5.

Каталиэаторный раствор приготавливают в смесителе, он содержит, об.В: хлористый метил 99,8-99,9 и хлористый алюминий 0,07-0,2.

Сополимеризацию изобутилена с изопреном в присутствии хлористого алюминия производят в реакторе 1 при 99-103 С. Реакция сополимериэации эндотермична, имеет цепной механизм и протекает с очень большой скоростью, поэтому она осуществляется в присутствии разбавителя при интенсивном перемешивании.

Охлажденные до минус 96 — минус

100 С рабочая шихта и катализаторный раствор через форсунки подают н нижнюю часть реактора в зону перемешинания. Перемешивание осуществляют с помощью мешалки 2. Полученная суспензия полимера поднимается по трубкам, выводится из верхней части реактора 1 и подается в дегаэатор, где дегаэируется незаполимеризованный мономер.

В процессе работы реактора 1 полимер частично прилипает к его стенкам и на поверхности труб образует пленку. В дальнейшем толщина пленки начинает расти, что, во-первых, изменяет геометрические размеры труб, во-вторых, ухудшает теплообмен с хладагентом. Это приводит к ухудшению качественных показателей полимера. Например, ухудшается однородность полимера, изменяется молекулярный вес полимера, происходит комкообразование

1О

I5

60 и увеличивается вязкость реакционной массы. Увеличение вязкости реакционной массы приводит к увеличению нагруэк и на в алу мешалки элек тродв и га тел я.

В промышленных условиях после дос" тижения определенной величины нагрузки реактор останавливают на промывку.

Предлагаемый способ дает возможность при увеличении нагрузки на налу мешалки ныше заданной, не останавливая реактор 1 на промывку, вести процесс путем постепенного уменьшения расходов рабочей шихты и катализаторного раствора.

Заданное значение нагрузки соответствует нормальной работе реактора.

Способ автоматического регулирования процесса полимериэации бутилкаучука осуществляют следующим образом. C помощью датчика 4 расхода, регулятора 5 и исполнительного механизма 6 стабилизируют расход рабочей шихты (раствор иэобутилена и изопрена н хлористом метиле) в трубчатый реактор 1.

С помощью датчика 7 расхода, регулятора 8, блока 9 соотношения и исполнительного механизма 10 стабилизируют расход катализаторного раствора (раствор хлористого алюми— ния н хлористом метиле) н реакторе 1.

Постоянное соотношение расходов шихты и катализаторного раствора поддерживают, воздействуя на блок 9 соотношения сигналом от датчика 4, тем самым при изменениях в режиме процесса полимериэации поддерживается постоянное соотношение регулирующих веществ в реакторе 1, необходимое для поддержания конверсии номинальной величины. Кроме того, молекулярно-весовое распределение полимера эанисит от оптимального выбранного значения соотношения шихта/катализатор.

Расход шихты в реакторе 1, а также пропорциональный ему расход катализатора изменяют в зависимости от процента конверсии на выходе из реактора 1, измеряемого с помощью датчика 11 процента конверсии.

Указанную величину процента конверсии регулируют с помощью регулятора 12, воздействуя на задание регулятора 5.

Величину нагрузки на валу мешалки

2 измеряют и регулируют с помощью регулятора 13, изменяющего своим сигналом величину коэффициента усиления блока 9 соотношения. При этом при увеличении нагрузки на валу мешалки 2 увеличивается расход катализатора н трубчатый реактор 1.

Увеличение расхода катализатора способствует промывке реактора 1 от прилипшего к нему полимера,так

687082

Составитель Александров

Техред 3. Фант а Коррек тор В . Си ницк а я

Редактор Кузнецова

Тираж 585 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5655/24

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 как хлористый метил является хорошим растворителем полимера (каталиэаторный раствор. в основном состоит иэ хлористого метила, более 90%), а это приводит к уменьшению нагрузки на валу мешалки и соответственно к стабилизации режима работы реактора 1.

При перевышении величиной нагрузки на валу мешалки 2 ее допустимого значения, что указывает на забивку трубок трубчатого реактора 1 налипшим полимером, процесс полимериэации останавливают, воздействуя с помощью регулятора 13 на задания регулятора 5 и блока 9, т.е. прекращают подачу в трубчатый реактор 1 шихты и катализатора, останавливая реактор на промывку.

Использование предлагаемого изобретения позволит выпустить дополнительное количество синтетического каучу — 20 ка за счет увеличения продолжительности работы полимеризатора.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования процесса полимериэации в произв одс тв е бутилк аучука, проводимого в трубчатом реакторе, при осуществлении движения реакционной массы под действием мешалки, заключающийся в изменении расхода шихты в реактор в зависимости от процента конверсии на выходе из реактора, стабилизации соотношения шихта/катализатор на входе в реактор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса, изменяют величину соотношения шихта/катализатор в зависимости от нагрузки на валу мешалки реактора, а при превышении величиной нагрузки ее допустимого значения останавливают процесс полимериэации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ч 211092, кл. C 08 F 2/06, 1966.