Способ автоматического управления процессом полимеризации изопрена

Способ автоматического управления процессом полимеризации изопрена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сон>э Советскнк

Социаписткческик

Республик

С 08 F 136/04

G 05 Э 27/00 с присоединением заявки РЙ

Геауддрстаанимй комитет

СССР до делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.10.80. Бюллетень ¹3Q (53) УДК 66.012 -

-52(088.8} .

Дата опубликования описания 25. 10.80 (72) Авторы изобретения

М. Л. Александров, A. П. Болдырев, 10. И. Борейко, С. А. Будер П. А. Вернов, Н. Ф. Ковалев, В. А. Кормер, В. В. Кротов, Н. В. Лемаев, E. Л. Осовский, И. B. Павленко и В. В. Шевкунов (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения научно-технического объединения АН СССР

Ф (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ," г —,.

IIPOIIECCOM ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ИЗОПРЕНА

L . ""

Ф "," :,:--:, т г ., (- Ы; ° ."

Изобретение относится к автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано в производстве синтетического каучука.

Известен способ автоматического управления процессом полимеризации изопрена в батарее последовательно соединенных реакторов путем регулирования молекулярно-массового распределения и весового содержания фракций полимера воздействием на расход каталитического комплекса ).1).

Известный способ обладает ограниченными возможностями в отношения уменьшения разброса вязкости и пластичности полимера из-за значительного запаздывания при отработке регулирующего воздействия через промежуточный параметр процесса, Цель изобретения — уменьшение разброса вязкости и пластичности полимера.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе автоматического управления процессом полимеризации

2 изопрена в батарее последовательно сое- диненных реакторов путем регулирования молекулярно — массового распределения и весового содержания фракций полимера воздействием на расход каталити5 ческого комплекса, при наличии отклонения весового содержания высокомолекулярной фракции полимера на выходе последнего реактора батареи от заданного значения регулируют его величину воз—

1О действием на расход регулятора молекулярной массы на входе в батарею, при

/ наличии отклонения весового содержания низкомолекулярной фракции полимера на выходе последнего реактора батареи от

15 заданного значения регулируют его величину путем изменения температуры реакционной смеси во втором и последующих реакторах воздействием на расход хладагента в рубашки реакторов, а при наличии отклонения весового содержания среднемолекулярной фракции полимера на выходе последнего реактора батареи от заданного значения регулируют его ве3048

4 щей вычислительной машины 4. Информация о расходах водорода, каталитического комплекса и хладагента поступает в управляющую вычислительную машину 4 от дат5" чиков 5, 8, 11 и 14 расходов, соответственно. Информация о температуре шихты поступает в управляющую вычислительную машину 4 от датчика 17 температуры шихты.. Информация о температуре

3 77 личину изменением расхода каталитического комплекса на входе в батарею и изменением температуры реакционной смеси в первом реакторе батареи воздействием на температуру шихты на входе в батарею и расход хладагента в рубашку первого реактора.

На чертеже показана блок-схема системы управления, .реализующей способ.

Способ автоматического управления процессом полимеризации изопрена осуществляют следующим образом.

Батарея реакторов может состоять из двух реакторов 1 и 2, соединеннных последовательно, жидкостного хроматографа 3, установленного на выходе батареи реакторов и присоединенного к управляющей вычислительной машине 4, датчиков температуры реакционной смеси в реакторах (на схеме не показаны), контура локальной стабилизации расхода регулятора молекулярной массы (водорода), состоящего из датчика 5 расхода, регулятора 6, клапана 7, контура локальной стабилизации расхода каталитического комплекса, состояшего иэ датчика 8 расхода, регулятора 9, клапана 10, контура локальной стабилизации расхода шихты, состоящего из датчика 1 1 расхода, регулятора 12, клапана 13, контура локальной стабилизации расхода хладагента, поступающего в рубашку реактора l состоящего из датчика 14 расхода, регулятора 15, клапана 16, контура локальной стабилизации расхода хладагента, поступающего в рубашку реактора 2 (на схеме не показан) и контура стабилизации температу— ры шихты, состоящего из датчика 17 и регулятора 18. Датчики и регуляторы соединены с управляющей вычислительной машиной 4.

Процесс полимеризации осуществляется в батарее последовательно соединенных реакторов 1 и 2. В первый реактор батареи подается шихта (раствор иэопрена в изопентане с концентрацией приблизительно 15%), регулятор молекулярной массы полимера (водород) и каталитический комплекс. Реакционная смесь проходит последовательно оба реактора батареи. и

Тепло отводится через. рубашки реакторов хл ад агентом.

30 ъ5

49

50 реакционной смеси в первом и втором реакторах поступает в управляющую вычислительную машину 4 от датчиков температуры (на схеме не показаны). у олекулярно-массовое распределение о НМера контролируется при помощи жид» костного хроматографа 3, непосредственно связанного с управляющей вычислительной машиной 4-. Одновременно определяется весовое содержание высокомо- лекулярной, низкомолекулярной и среднемолекулярной фракции полимера. Весовое содержание фракций полимера рассчитывают в соответствующих диапазонах молекулярных масс полимера. Например, . весовое содержание высокомолекулярной фракции рассчитывают в диапазоне молекулярных масс полимера от 900000 до 5000000, весовое содержание среднемолекулярной фракции рассчитывают в диапазоне молекулярных масс от 200000 до 900000, весовое содержание ниэкомолекулярной фракции полимера рассчитывают в диапазоне молекулярных масс полимера от 30000 до 200000.

Если весовое содержание высокомолекулярной фракции полимера превышает заданное (например, 30%), то управляю щая вычислительная машина 4 увеличивает:задание регулятору 6 расхода регулятора молекулярной массы (водорода) пропорционально величине отклонения весового содержания высокомолекулярной фракции полимера от заданного значения; если же весовое содержание высокомолекулярной фракции полимера меньше.заданного,, то управляющая вычислительная машина 4 уменьшает задание регулятору

6 расхода регулятора молекулярной массы пропорционально величине отклонения весового содержания высокомолекулярной фракции полимера от заданного значения.

Расходы водорода, каталитического комплекса и хладагента стабилизируются с помощью регуляторов 6,9, 12 и 15, соответственно. Температура шихты стабилизируется с помощью регулятора 18.

Управляющие сигналы на изменения заданий регуляторам поступают от уйравляюЕсли весовое содержание низкомолекулярной фракции полимера превышает заданное (например 20%), то управляющая вычислительная машина 4 уменьшает задание регулятору расхода хладагента, поступающего в р3оашку р ктора 2 батареи.

При этом температура реакционной смеси в реакторе повышается. Повышение тем-.

5 7736 пературы реакционной смеси в реакторе 2 осуществляется пропорционально величине отклонения весового содержания низкомолекулярной фракции,от заданного значения, если же весовое содержание низкомолекулярной фракции полимера от заданного значения оказывается меньше заданного, то управляющая вычислительная ма шина 4 увеличивает задание регулятору расхода хладагента, поступающего в ру- 1й башку реактора 2. При этом температура реакционной смеси в реакторе 2 понижается. Понижение температуры реакционндй смеси осуществляется пропорционально величине отклонения весового содержания д низкомолекулярной фракции полимера от заданного значения.

Если весовое содержание среднемолекулярной фракции полимера превышает заданное (например 50%), то управляющая щ вычислительная машина 4 уменьшает задание регулятору 15 расхода хладагента, поступаюшего в рубашку реактора 1 батареи, и увеличивает задание регулятору 18 температуры шихты на входе 2Б в батарею. При этом температура реак ционной смеси в реакторе 1 батареи повышается. Одновременно управляющая вычислительная машина 4- увеличивает задание регулятору 9 расхода каталитического jg комплекса на входе в батарею. Повышение температуры реакционной смеси в реакторе 1 батареи и увеличение расхода каталитического комплекса осуществляется пропорционально величине отклонения весового содержания среднемолекулярной фракции полимера от заданного значения. Если же весовое содержание среднемолекулярной фракции полимера " меньше заданного, то управляющая вычис-4О лительная машина 4 увеличивает задание регулятору 15 расхода хладагента, поступаюшего в рубашку реактора 1 батареи, и уменьшает задание регулятору 18 температуры шихты на входе в батареию, При этом температура реакционной смеси в реакторе 1 батареи пойижается. Одновременно управляюшая вычйслительная машина 4 уменьшает задание регулятору 9 расхода каталитического комплекса

48 6 .на входе в батарею. Понижение температуры реакционной смеси в реакторе 1 батареи и уменьшение расхода каталитического комплекса осушествляется пропорционально величине отклонения весового содержания среднемолекулярной фракции полимера от заданного значения.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом полимеризации изопрена в ба» тарее последовательно соединенных реак- . торов путем регулирования молекулярно- массового распределения и весового содержания фракций полимера воздействием на расход каталитического комплекса, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения разброса вязкости и пластичности полимера, при наличии отклонения весового содержания высокомолекулярной фракции полимера на выходе последнего реактора батареи от заданного значения регулируют его величину воздействием на расход регулятора молекулярной массы на входе в батарею, при наличии отклонения весового содержания низкомолекулярной фракции полимера на выходе последнего реактора батареи от заданного значения регулируют его величину путем изменения температуры реакционной смеси во втором и последующих реакторах воздействием на расход хладагента в рубашки реакторов, а при наличии отклонения весового содержания среднемолекулярной фракции полимера на выходе последнего реактора батареи от заданного значения регулируют его величину изменением расхода каталитического комплекса на входе в батарею и изменением температуры реакционной смеси в первом реакторе батареи воздействием на температуру шихты на входе в батарею и расход хладагента в рубашку первого реактора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 536195, кл. С 08 F 1д6/06, 1974.

773048

Составитель Л. Александров

Редактор Т. Портная Техред Ж Кастелевич Корректор В Бутяга

Закаэ 7425/30 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушсхая наб.; д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4