JPS59206414A - エチレン重合反応装置用の制御系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野及び背景 本発明は概括的には管形重合反応装饋に関し、特には、
重合プロセスを最適化する特徴をも含むエチレン重合用
の新規かつ有用な制御系に関する。

本発明の制御系は反応装置管の外部冷却によって熱除去
を行う管形反応装置の型に適している。

低密度ポリエチレンは消費者中心の社会における重要な
基材重合体である。数年にわたって、その製造プロセス
は、連続攪拌積形反応装置を使用することから重合用管
形反応装置を使用することに変わってきた。これは、大
部分プロセスの経済性によるものである。

エチレンの重合にオートクレーブ型反応装置の代りに管
形反応装置を用いることがニュージャージ、バークリッ
ジ、ノイズ（Ｎｏｙｅｓ　）データ社。

エム、ピー、シラティング、［ポリオレフィン製造プロ
セス−最新の発達Ｊ（１９７６）に開示されている。

低密度ポリエチレンの殆どは、過酸化物、窒素化合物、
金属触媒等の遊離基開始剤／触媒を用い、１、　ＯＤ　
Ｏ〜３．３５０気圧の高圧で作る。プロセスの基本工程
は、精製したエチレンを反応装置圧に初期圧縮し、圧縮
のある工程で遊離基開始剤／触媒を導入し、重合させ、
反応の発熱を除き、反応混合物を減圧しく　ｌｅｔ　ｄ
ｏｗｎ　）、生成物を分離して仕上げることである。こ
れらの工程の内の少くともいくつかを行う管形反応装置
はフレマー等に係る米国特許４．００８．０４９号に開
示されている。

エチレン重合は反熱プロセスであるから、発熱を除かな
ければならない。かかる熱除去は、反応装置管を外部冷
却し、冷温のエチレン原料を開始物質として高温反応装
置域に供給することによって行われてきた。

また、反応装置へのエチレン原料は純度９９９％でかつ
アセチレンの存在しないことが重要である。一般に容認
し得るアセチレン限界は１０　ｐｐｍ未満である。また
、酸素含量が高ければ反応速度が低下し、このため重合
体の収率が低下することから、エチレンガス原料の酸素
含量を４０’　Ｏｐｐｍよりも少くすべきである。

上述したように、開始剤／触媒は遊離基で、主に酸化物
、過酸化物である。所望の重合体の重量を基準にして０
０１〜１０重景％を加えるのがよい。液体の触媒は、重
合体の融点よりも高い温度で１個以上の圧縮機と反応装
置とを接続する管に多数点から注入する。

高圧重合では、通常１８０℃〜２００’Ｃ，の温度を用
いる。実際の運転温度は触媒を熱分解して重合を開始さ
せる遊離基を与えるのに必要な温度に依存する。

この反応装置の運転温度はエチレンの臨界温度よりも十
分に高い。従って、エチレン分子を合わせて、遊離基が
短い寿命の間にエチレン分子と衝突するのを確実にさせ
るために高い運転圧力を必要とする。従って、上述した
運転圧力の範囲は低密度ポリエチレンプロセスにおいて
用いられる。

管形反応装置を用いる公知のエチレン重合プロセスに大
きな問題が存在する。

これらの問題の内の一つは、生成物の性状が反応装置温
度を予め特定したレベルに保つことによって達成される
ということである。即ち、直接の生成物性状制御ではな
い。このアプローチは、反応装置生成物を減圧パルプに
通して排出することによって引き起こされる反応装置温
度の変化による生成物性状の大きな変動をもたらす。か
かる減圧バルブを開閉して反応装置圧を断続して下げる
ことによって重合体−エチレン混合物を反応装置管から
排出させる。これは２００〜１．０００　ｋＶＣｍ”の
圧力変動を引き起こす。

別の問題は過剰の冷却を適用した場合に、反応器冷却域
の温度を下げて管壁に重合体を付着させるに至ることで
ある。結果として圧損が現われ、最悪のノ易合には反応
器管が閉塞されるようになる。

これは装置の損傷に至り得る。

それ以上の問題は触媒の添加量が反応装置への供給流量
に基づくことである。これは、触媒制御系が供給流量の
変化を引き起こさないので供給流量に無関係であると考
えられることから、運転について固定されている。

先行技術の更にそれ以上の問題は、プロセスの間に運転
員の注意が相当に要求されるということである。これは
、運転員がプロセスの挙動を観察しなければならないだ
けでなく、プロセスについて、及び反応温度、触媒流量
、供給流量と製品性状との関係についての運転員の知識
に基づいて温度及び触媒の設定値を調節しなければなら
ないことによるカーらである。

発明の要約 本発明は重合反応装置、特にポリオレフィン、一層特に
はポリエチレン生産用の管形反応装置を制御しかつ最適
化する系及び方法に当てられる。

本発明の目的は、生成物性状を維持し、温度制御を用い
て装置を損傷する恐れのある条件の発生を回避し、所望
の生産速度を達成する管形反応装置における低密度ポリ
エチレン反応用の該系及び方法を提供することにある。

従ッて、本発明の別の目的は、重合されるべき原料の供
給管路と、冷却液の流れを用いて反応装置を冷却する冷
却手段と、反応装置における重合の生成物の流出管路と
を有する重合反応装置を制御する装置であって、流出管
路における生成物の実際の性状を検出する性状センサー
と、性状センサーに接続し所望の生成物性状設定値を受
け、これを生成物の実際の性状と比較して反応装置へ所
望の温度値を発生する性状制御装置と、反応装置に結合
し反応装置の代表的な温度を検出する温度検出手段と、
温度検出手段と性状制御手段とに接続し、反応装置の代
表的な温度と反応装置についての所望の温度とを比較し
て冷却液の流れ（ｆｌｏｗ）値を発生する温度制御手段
とから成り、温度制御手段を冷却液流れ値に従って冷却
液流れを制御する冷却手段に接続して生成物性状の変動
並びに過剰の冷却による反応装置壁への重合体の伺着を
低減する前記装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、所望の生産速度設定値を手動で設
定し、かつ設定値を反応装置の流出管路中の原料濃度に
よって求められるような実際の生産量と比較する生産量
制御装置に用いて反応装置への全物質供給量を制御し、
それによって原料重合速度が実際の生産速度の変動を回
避すると考えられる前記装置を提供することにある。

本発明の更にそれ以上の目的は、反応装置の供給管路の
種々の点に触媒を供給する触媒供給手段を反応装置への
全供給量を基準にして制御する前記装置を提供すること
にある。

本発明の別の目的は、触媒流量、反応装置温度、冷却液
流量、反応装置出口温度等のいくつかのプロセスパラメ
ータを最適にして重合を最大にする。

特に低密度ポリエチレン製造プロセスにおけるエチレン
の転化を最大にすることにある。

本発明の別の目的は、重合反応装置を制御しかつ最適に
する方法を提供することにあり、かつ設計が簡単で、建
設がしっかりしており、製造するのに経済的な前記を行
なう装置を提供することにある。

発明の特徴になる種々の新規な特徴は、特に、記載しか
つ本開示の一部を形成する特許請求の範囲に指摘する。

本発明、本発明を用いて達成される運転上の利点及び特
定の目的を一層良く理解するためＫ、添付図面及び発明
の好適な実施態様を例示する記述事項に論及する。

好適な実施態様の説明 特に図面に言及すれば、第１図に示す具体化した発明は
原料、この場合にはエチレンの供給管路４を有する管形
反応装置１０についての制御配列から成る。管形反応装
置１０はエチレンを低密度重合させてポリエチレンにす
るだめのものである。

流出管路８はエチレンとエチレンの重合体との混合物を
生成物分離装置２４に供給する。公知の方法で、−火玉
縮機５２はエチレンガスを圧縮し、これを高圧圧縮機５
４によって更に圧縮した後にガスを反応装置１０に供給
する。

全体を５８で表示する低圧循環配列は生成物分離装置２
４から管路２３によって低圧循環エチレンガスを受は入
れて一次圧縮機５２よりも上流の供給管路４に供給する
。同様の方法で高圧循環ガスを全体を６０と表わす高圧
循環配列への管路２５より高圧圧縮機５４よりも上流の
供給管路４０点に供給する。

管形反応装置１０の完全な制御は、生成物性状制御ユニ
ット２０、温度制御ユニット２６、生産速度制御ユニッ
ト４６、触媒制御ユニット５０、圧力制御ユニット７７
を用いて行う。

生成物の性状は反応装置の温度を操作して制御する。そ
の上、温度制御はエチレンの転化を制御し、反応熱を除
き、重合体の付着により反応装置管が閉塞するのを避け
るために必須である。

第１図に示すように、性状制御装置２０は管路４７より
生成物性状設定値を受け、これを生成物分離装置２４よ
りも下流の点で生成物性状センサー２２によって検出す
る実際の生成物の性状と比較する。性状制御ユニット２
０の出力は、管路２８より温度制御ユニット２６に与え
る所望の反応装置温度に対応する。所望の反応装置温度
は、最高温度ユニット６４から実際の温度１直を受ける
温度制御装置２６の設定値として機能する。また、温度
制御装置２６は代表的な反応装置温度値を用いて冷却液
の所望の流量値を発生することができる。該流量値は流
れ制御装置３８によって制御される冷却液フローパルプ
４０によって供給される。

該流れ制御装置３８は温度制御装置２６に接続する。所
望の流量は、流量制御装置６８に戻る流れ伝送装置４２
によって与えられる冷却液流れ情報によって管路２５よ
り与えられる。

最高の又は代表的な反応装置温度は反応装置１０の長さ
方向に沿って温度を検出する複数の温度センサー３０と
入口温度センサー３２とによって与える。

この制御機構（スキーム）は、生成物性状が主要な制御
変数であって、所望の生成物性状に対して温度設定値を
決める。また、所望の冷却液流量を温度制御ユニッ）Ｋ
よって求め、それによって過剰の冷却を避ける。これは
、立ち代って、過剰冷却の結果生ずる反応装置管内の重
合体の付着を低減する。

第２図は本発明によるかつ一層詳細な温度性状制御のカ
スケード制御系を示す。

所望の生成物性状をユニット２０で実際の生成物性状と
比較する。反応装置と性状測定点との間の適当な遅れを
遅れ素子７０によって与える。同様の遅れ特徴を温度制
御装置７２を含む温度制御単位２６で与える。

最高温度ユニット３４は反応装置１ｏについて最高と最
低の両方の温度値を与え、該温度値を全体を７４で表示
する管路７４より警報２表示、突発事態制御機能に与え
る。また、最高温度値を温度制御ユニット２６に与える
。

また、第２図は、減圧パルプ配列を経て反応装置１０か
ら重合体−エチレン混合物を排出させる圧力制御７７を
示す。

触媒及び生産速度制御素子を第３図に示す。所望の生産
速度設定値を手動で生産制御単位２６に入力し、実際の
生産速度を温度伝送装置４４で検出するエチレン濃度か
ら求める。また、エチレンの全供給量を生成物制御ユニ
ット４６に与える。

この目的のために、高及び低循環回路における流量並び
に流れ伝送装置１２からの原料流量の加算を加算ユニッ
ト６２で行って生成物制御ユニット４６に与える。

生産制御ユニット４６の出力は新規なエチレンの流量制
御装置１４の設定値として働く。

このように、エチレン重合速度の変更を考慮に入れてい
るので、実際の生産速度は大きく変動しない。生成物制
御ユニット４６は管路４７より所望の生成物速度設定値
を受ける流れ制御装置４９を含む。

触媒流れは、供給管路４の複数の点（Ａ、Ｂを伺げる）
に触媒を供給する制御装置５０によって制御する。反応
装置供給流に加える触媒量は反応装置に入るエチレンの
量の関数である。再び、全流量を合計ユニット６２によ
って与える。これは全触媒流量制御装置６４に設定値を
与える。この制御装置からの出力信号を制御装置６６及
び６８によってそれぞれ点Ａ及びＢへの触媒流れに振り
分ける。

通常、センサーの値は上流／下流制御によって一定であ
るから、センサーを除くことによって系を簡単にするこ
とができる。例えば、エチレンの流れ圧力は、通常、一
定に保たれる。そのため、第３図に示すが圧力伝送装置
９を除くことができる。また、温度伝送装置１１及びエ
チレン濃度伝送装置７を与えて流れ伝送装置１２からの
流れ値を修正して合計ユニット６２にエチレン流量の正
確な値を与える。同様の内容を循環配列５８及び６０に
用いる。

低密度ポリエチレンの製造における管形反応装置につい
ての上述した集積制御系の利点は、特に、単に２つの設
定値、１つは性状、１つは生産速度の要件を含む。その
結果として、運転員の注意を低減させる。

また、生成物の性状を反応装置温度の関数として厳密に
制御すること、並びに触媒の添加を所定のレベルに保つ
ことも与えられる。

また、厳密な温度制御は反応装置を損傷するおそれのあ
る条件が発生するのを低減させる。

発明はペイリー（Ｂａ１ｌｅｙ　）　７０００　電子ア
ナログ計装を用いて実施することができる。また、ネシ
トワーク９０制御用計算機に基づくマイクロブｏ　、＊
　ツ＋　　’ｔ　制ｆａｌ＋　、警報、計算、オペレー
ションインタフェースに用いることができる。ネットワ
ーク９０はペイリーメーター社の商標である。

第４及び５図はネットワーク９０制御モジユール（製品
仕様ＦＪ９３−９０６）を使用して発明を実施する場合
を示す。オペレーターインタフェースをディジタル制御
ステーション（製品仕様Ｅ９５−９０２）によって与え
ることができる。該ステーションは専用のパネルボード
装置であるか或はＣＲＴを基にするオペレーターインタ
フェースユニット（製品仕様Ｅ９３−９０１）である。

第４及び５図の素子は第１〜３図における数字と一致す
る数字及び各素子によって行われる機能を示す記号を付
している。

第６及び７図では、対応する数字は第１〜３図の同じ又
は同様の部分を表わし、エチレン転化の最適化制御系を
開示する。

通常、制御系は熱除去の重要性によって反応装置を通る
パス当り固定したエチレン転化率に基づく。パス当りの
転化量は、実際にプラント運転についての推奨値よりも
低く、かつプラント設計値よりもかなり低い。これは、
運転員が反応装置の運転を容認される安定限界よりも十
分内に保つことを望むことによるものである。しかし、
パス当りの転化率が低くなることは、低圧及び高圧分離
装置からの循環ガスの再圧縮及び圧縮する間の中間段圧
縮によってプラント運転費用を増大させることになる。

第６及び７図に示す発明の実施態様は、反応装置冷却、
生産速度、重合反応等によって置かれる制約の中でパス
当りの転化率を最大にする最適化制御を与える。

発明を一層良く理解するために、以下のプロセス分析に
ついて考察すべきである。

反応装置供給流に加えるべき触媒の全体量は、原料流量
、最高反応装置温度、所望の生成物性状の関数である。

関数的にこの関係は次によって表わされる：Ｆｃ　＝　
Ｆｘ［Ｆｆ、　′ｒｒｒｌ、　ＱＲ）　　　　（１１（
式中、Ｆｏ＝全触媒流量〔ボンド／時間〕Ｆｆ−全エチ
レン流量〔ポンド／時間〕Ｔｍ−最太反応装置温度〔０
Ｒ〕 ＱＲ＝所望の生成物性状。　　） （１）式は、プラント運転データの回帰分析か或は特定
の触媒について触媒製造業者によって与えられる触媒デ
ータによって得られる。

圧縮機の運転によって、反応装置圧は固定されかつ一定
であるので運転圧は触媒の流れに影響しないことを注量
する。従って、圧力変動の原因は省かれた。

触媒はいくつかの点（第６図においてはＡ及びＢ）で原
料流中に加えられ、各点における流れは（２）式で与え
られる： Ｆｏｉ＝　ＰｉＦｏ（２） （式中、Ｆ０１＝　ｉ点における触媒流れ〔ボンド／時
間〕 ｐ、＝ｉ点において加えられる金泥れの分率（定数）　
　　　　） また、 ：ｆｉＰ、＝１　　　　　　（３１ ＹＦＣ１＝ＦＣ（４） である。

全触媒流れに関する制約は（５）式で与えられる最大及
び最少流れＫよって確立される： Ｆｍｌ・≦Ｆ＜−Ｆ 。　　　　ｏｃｍａｘ（５） 反応装置１０におけるエチレン重合の転化パスはいくつ
かの変数の関数であって、関数的に（６）として与えら
れる： Ｘｐ＝ハス当りのエチレン転化率 ＸＥ＝反応装置原料流中のエチレン濃度Ａ１　−反応速
度定数についてのプレ（ｐｒｅ）−指数係数 Ｅｌ　　−反応速度定数についての活性化エネルギーＡ
、、Ｅ、、＝触媒特性に関係し、プラント運転データの
回帰分析によって求め得るパラメ ータ ーー最大反応装置温度〔０Ｒ〕 Ｆ　−全原料流量〔ポンド／時間〕 Ｃ Ｔ　＝反応装置原料流の温度〔ＯＲ〕 ！ Ｔ２＝反応装置流出流の温度〔０Ｒ〕 Ｔｅｌ””反応装置冷却液の入口 Ｆ９　−冷却液流量〔ポンド／時間〕 Ｑ　−生成物性状　　　　　　　　） （６）式は、例えばグー。ニス、バグダサーヤン（Ｋ、
Ｓ、　Ｂａｇｄａｓａｒ’ｙａｎ　）、１９６８の１遊
離基重合の理論Ｊ　、マグロ−ヒル、ジュー。エム、ス
ミス、１９７０の「化学工学速度論」に兄られるような
現行の技術知識から得られる。

（６）式における変数に関する制限は次の通りである： ０＜Ｘｐ＜Ｘｐ□１．ａＸ（７） Ｔｍｍｉｎ＜Ｔ。、＜′１ｍｍａＸ（８）Ｔ　・　＜Ｔ
＜：’ｌ’　　　　　　（９）２ｍｌｎ　　２　２ｍａ
Ｘ Ｆ　ｍｉｎ＜Ｆ　＜Ｔ　ｍａｘ　　　　（１０）ｑ　　
　　ｑｑ Ｑｎｉｎ　＜Ｑ　＜Ｑｒｎａｘ　　　　　（１υ低密度
ポリエチレンの性状は最高反応装置温度と反応装置原料
流への触媒添加との関数である。

所定の原料流量について、この関係は関数的に（両式と
して与えられる： Ｑ　　＝　Ｆ３［１’Ｔｍ、Ｆｏ）　　　　　　　　（
Ｊ２）（１２）式は運転データを回帰分析して求めるこ
とができる。

エチレン製造プロセスの目標の内の１つは、他の運転変
数の変動による生成物性状の変更を最小にすることであ
る。その結果として、次が望まれる： ＱＲ−Ｑ二〇　　　　　　　　　（１３）（式中、ＱＨ
／＝所望の生成物性状 Ｑ−実際の生成物性状　） α２）及び（１３）式から、次が得られる：Ｑａ　−ｆ
３”ｍ’ｃ〕＝　Ｏ（１４）低密度ポリエチレンの生産
速度は、全原料流量、反応装置の原料流中のエチレン濃
度、反応装置のパス当りの転化率に依存する。この関係
は関数的に（【９式として表わされる： Ｐ　＝　ｆ４（Ｆｆ、Ｘｇ、Ｘ、）　　　　　　　（１
５）以上より、反応装置制御を最適化する際に克服すべ
き問題は次を最大にすることである：Ｐ２ＣＸＥ＋　Ａ
ｌ　＋　Ｅｌ　ｒ　ＴＩｍ’　Ｆ（＋　Ｆｆ　、’ｒ、
　ｌ　’１２　＋　ＴＣｒ　Ｆｑ　ＩＱ）−、Ｆｏ、　
Ｆｑ　、Ｔ２　　に関しては、次の制限を満足させる：
Ｆｃ　”’　”　Ｉ　ＣＦｆ＊　Ｔｒｎ＋　ＱＲＩ　ｙ
ＱＲ−ｆ３（Ｔ、、、Ｆｏ）　−０； Ｆ ＦＣ最小＜：　　ｃく　ｃ最大； Ｆｑ最小＜ｑくＦ９最太； Ｔ２最小＜Ｔ２り’ｌ”２最太。

最適化問題についての解決は、Ｎ、Ｙ汗ニーヨーク、マ
グロ−ヒル、ジー、ニス、ジー、ビバリツジ（Ｇ、Ｓ、
Ｇ、Ｂｃｖ＋ｒ、ｒｉｄｇｅ　）＋　７−＃　、ニス、
シ、：ｃ　ヒター（Ｒ，Ｓ、５ｃｈｅｃｌｘｔｅｒ　）
、　　ｒ最適化−理論及び実施」において検討される公
知の最適化アルゴリズムによって得られる。

この分析では次の値を与える： 触媒流量ド。； 反応装置温度”ｍ　ｊ 冷却液流量Ｆ９； 反応装置出口温度Ｔ２； 最大転化率Ｘｐ（関ａｆ２の値）。

これらの値は第６及び７図に示すように発明の制御系に
用いられる。

制御系は制御計算＄９０を用いて発明の種々のセンサー
からの入力をアナログよりディジタルへの変換装置８８
を通して受ける。計算機からプラントへの制御出力はデ
ィジタルからアナログへの変換装置８９を通して相互接
続（１ｎｔｅｒｆａｃｅ　）させる。

警報２表示、突発事態制御への信号は管路９４より与え
る。

第：６図の制御系の主要なブロックを第７図に示す。

現行の技術の方法論を用いて測定した全てのプロセス４
Ｍ号をエンジニアリングユニットに変換し、かつエンジ
ニアリングユニット変換ブロック９２でノイズについて
処理した。反応装置温度センサー３０、入口温度センサ
ー３２、出口温度センサー３３からの反応装置温度デー
タをブロック９３で処理して最高温度を得る。ブロック
９乙の出力を温度制御２６に与えて制御装置３８より冷
却液の流れ及び冷却液回路におけるバルブを制御する。

ブロック９２及び９３からの出力をブロック９乙に与え
て処理したデータの連続運転平均を得る。△Ｔ分間隔で
信号を採取する。また、ブロック９２．９３．９６の出
力を制限検査ブロック９７に与えて警報条件を検出して
管路９４より警報及び突発事態制御信号を与える。

！適化したプロセスモデルについての最適化プログラム
をプロセスモデル９９から与える。プロセスモデルは前
述のプロセス分析によって確立する。

最適化プログラムを△Ｔ分毎に実施する。△Ｔ分は５分
に等しいか又はそれ以上で、かつ１５分に等しいかそれ
以下である。この実施期間は、ブロック９６の連続運転
平均データ及び最適化ブロック９８で得られる種々のパ
ラメータについての所望の量を用いて確立する。

こうして最適化ブロック９８は所望の触媒流量僅却眞景
１′９．欣望の反応装置出口温度′ｌ゛２を確立する。

最高温度′ｒｍは温度制御装置２６への制御信号として
の出力で設定値として働く。制御装置２６は制御装置６
Ｂへの所望の冷却液流量設定値を発生し、制御装置３８
は上述したように反応装置１０への冷却液流量を操作す
る。

発明の別の実施態様では、所望の冷却液流量Ｆｑは直接
に冷却液流量制御装置（図示せず）への出力になって、
このため温度制御装置２６を排除することができる。

最大転化率信号Ｘｐは原料ブロック９１を通して与えら
れる。該ブロック９１では、特定の生産速度についての
所望の原料流量を（１５１式及び原料流量制御装置１４
への出力によって求める。

最大触媒流れ信号Ｆ。をブロック９５より与えて原料流
における個々の点Ａ及びＢへの触媒流れを制御する。各
点での添加触媒流れは（２）式によって求め、Ｐｉ　　
について値を手動によって入力する。

ブロック９５の出力を触媒流れ制御装置６６及び６８に
与える。

必要な信号を与えるために、流れ伝送装置１２は、（６
）式に示すようにこの変数も同様にエチレン転化に影響
を与えるからである。

発明の特定の実施態様を示し、かつ詳細に沙門して発明
の原理の適用を示したが、当該原理から逸脱することな
〈発明を別の方法で具体化できることは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は低密度ポリエチレン反応装置についての制御機
構のブロック図である。 第２図は第１図に示す制御機構の生成物性状制御及び圧
力制御についての部分ブロック図である。 第３図は第１図の制御機構の触媒の反応装置への添加及
び反応装置の生産速度を制御する部分ブロック図である
。 第４図は発明の制御機構の理論を触媒添加及び生産速度
制御について実施する素子を示すブロック図である。 第５図は発明に従って理論を生成物性状について行う素
子を示すブロック図である。 第６図は発明のそれ以上の実施態様に従う制御を有する
エチレン重合反応装置を示すブロック図である。 第７図は第６図の実施態様に従って用いる制御計算機系
の素子を示すブロック図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　重合されるべき原料の供給管路と、冷却液の流れ
   を用いて反応装置を冷却する冷却手段と、反応装置にお
   ける重合生成物の流出管路とを有する重合反応器の制御
   装置において、 流出管路における生成物の実際の性状を検出する性状上
   ンウーと； 該性状センサーに接続し所望の生成物性状設定値を受け
   、これを生成物の実際の性状と比較して反応装置の所望
   の温度値を発生する性状制御装置と； 反応装置に結合し反応器の代表的な温度を検出する温度
   検出手段と； 温度検出手段と該性状制御手段とに接続し、反応装置の
   代表的な温度を所望の温度と比較して冷却液の流れ値を
   発生する温度制御手段とから成り、該温度制御手段を冷
   却液流れ値に従って反応装置への冷却液の流れを制御す
   る冷却手段に接続することを％像とする前記装置。 ２　前記温度検出手段が反応装置の代表的な温度を形成
   する反応装置の最高温度を検出するように作動する特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 ６　前記性状センサーが流出管路における原料の温度を
   実際の生成物の性状の尺度として検出する特許請求の範
   囲第２項記載の装置。 ４　供給管路にあり反応装置に供給する原料の量を調節
   する原料流れ調節装置と、流出管路にあって流出管路中
   の生成物に混和する原料の量を検出する原料濃度センサ
   ーと、該原料濃度センサーと該原料流れ調節装置とに接
   続し、所望の生産速度を設定値として受けてこれを原料
   濃度の関数として求められるような実際の生産速度と比
   較し、原料供給流量値を発生して反応装置への原料量を
   調節する該原料流れ調節装置に与える生産速度制御装置
   とを含む特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５、　流出管路の前記原料濃度センサーよりも下流に接
   続し生成物を原料から分離する生成物分離装置と、該分
   離装置と供給管路との間に接続し原料を供給管路に戻す
   少くとも１個の戻し管路と、原料を供給管路に戻す供給
   管路と、該戻し管路にある第２原料流れ調節装置と、該
   第１及び第２原料流れ調節装置に接続し流れ管路に供給
   する原料の全量を求める流れ合計手段とを含み、該流れ
   合計手段を前記生産速度制御装置に接続して該生産速度
   制御装置に供給管路への原料の全流量値を与える特許請
   求の範囲第４項記載の装置。 ６、供給管路の少くとも１点に接続し供給管路に所定の
   触媒流量で触媒を供給する触媒供給手段と、該触媒供給
   手段と前記流れ合計手段とに接続し供給管路への原料の
   合流れによって該触媒供給手段を制御する触媒制御装置
   とを含む特許請求の範囲第５項記載の装置。 Ｌ　前記生産速度制御装置と、前記性状制御装置と、前
   記触媒制御装置とから成る制御計算機を含み、前記温度
   検出手段は反応装置に接続し反応装置に沿って温度を検
   出する複数の温度センサーと、供給管路に接続し反応装
   置への原料の温度を検出する入口温度センサーと、流出
   管路に接続し流出管路内の物質の温度を検出する出口温
   度センサーとから成り、該温度検出手段は更に反応装置
   の最高温度を求める最高温度ブロックを含み、該最高温
   度ブロックを該制御計算機に組み入れ、前記流れ合計手
   段は供給管路及び少くとも１個の戻し管路に流れ伝送装
   置と該制御計算機に組み入れる流量値を結合する手段と
   を含み、該制御計算機は該温度センサー及び流量併送装
   置からの信号と前記原料濃度センサー及び前記生成物性
   状センサーからの信号とを受けるユニット変換ブロック
   を含み、連続運転平均ブロックを該最高温度ブロックと
   該ユニット変換ブロックとに接続して該ユニット変換ブ
   ロック及び最高温度ブロックから信号を定期的に採取し
   、最適化ブロックを該連続運転平均ブロックに接続して
   採取した信号を受けかつ所望の生成物性状設定値を受け
   、プロセスモデルは該最適化ブロックに接続する反応装
   置における重合プロセスの変数用のパラメータを含みそ
   れによって該最適化プロセスは最高反応装置温度、最大
   冷却液流量、最大全触媒流量、それらの最適条件に対応
   する反応装置の最大生産量に対応する値を発生し、該最
   適化ブロックを該生産速度制御装置に接続しそれに最大
   生産速度値を与えて該原料流ね制御装置を制御し、該最
   適化ブロックを該触媒制御装置に接続しそれに該最大触
   媒流量を与えて供給管に加える触媒量を制御する特許請
   求の範囲卯６項記載の装置。 ８　前記制御計算機が前記ユニット変換ブロック、前記
   連続運転平均ブロック、前記最高温度ブロック、前記最
   適化ブロックに接続する限界検査ブロックを含みそれら
   からの値の限界を検査し、該限界値からの信号を転換す
   る際に警報信号を発生する特許請求の範囲第７項記載の
   装置。 ９　オレフィンを圧縮する少くとも１個の圧縮機のある
   供給管路と、１１合生成物をオレフィンから分離する分
   離装置のある流出管路と、分離したオレフィンを少くと
   も１個の圧縮機よりも上流の供給管路に戻す少くとも１
   個の戻し管とを有する管形オレフィン重合反応装置の制
   御系において、供給管路にあってオレフィンの反応装置
   への流れを検出する第１流れ伝送装置と； 戻し管路にあって分離装置から戻すオレフィンの流れを
   検出する少くとも１個の第２流れ伝送装置と； 供給管路にあってオレフィンの反応装置への流れを制御
   するオレフィンフローバルブと；該オレフィンフローバ
   ルブに接続し、供給ｗ路を通して供給するオレフィンの
   速度を制御するオレフィン流れ制御装置と； 流出管路の反応装置と分離装置との間に接続し、反応装
   置からのオレフィンと重合生成物との混合物中に残るオ
   レフィンの濃度を求めるオレフィン濃度センサーと； 所望の生産速度設定値を受けるオレフィン濃度センサー
   に接続し、供給管路におけるオレフィン流量を制御する
   該オレフィン流量制御装置に接続する生産速度制御装置
   と； 供給管路の分離装置よりも下流に接続し分離装置からの
   生成物の実際の性状を検出する生成物性状センサーと； 実際の生成物性状を所望の生成物性状と比較して所望の
   温度設定値を発生する該生成物性状センサーに接続し所
   望の性状設定値を受ける性状制御装置と； 反応装置に接続し反応装置に冷却液の流れを供給する流
   れ手段と； 該冷却液流れ手段に接続する冷却液流れ制御装置と； 該性状制御装置に接続し所望の温度設定値を受ける温度
   制御装置と； 反応装置に接続し最高温度を求める最高温度検出手段で
   、該最高温度検出手段は該温度制御装置に接続され、該
   温度制御装置は最高温度を所望の設定値と比較して該冷
   却液流れ制御装置を制御し、反応装置内の所望の温度設
   定値の所望の温度を確立して反応装置の過冷却と重合生
   成物による反応装置の汚損を避けるように作動するもの
   と；供給管路の少くとも１点に接続し触媒の流れを供給
   管路に供給する触媒流れ手段と； 第１及び第２流れ伝送装置に接続しかつ該触媒流れ手段
   に接続し供給管路への触媒の流れを供給管路へのオレフ
   ィン流れの関数として調節する触媒制御装置とから成る
   ことを特徴とする前記制御系。 １０　供給管路と、流出管路と、流出管路にあってオレ
   フィンから重合生成物を分離する分離装置と、分離装置
   と供給管路との間に接続しオレフィンを供給管路に戻す
   戻し管路と、供給管路にあって反応装置に供給するオレ
   フィンを圧縮する少くとも１個の圧縮機とを有する管形
   オレフィン重合反応装置の最適化制御系において、 供給管路にある第１流量伝送装置と； 少くとも１個の戻し管路にある第２流量伝送装置と； 供給管路にあってオレフィンの反応装置への流ｈ　ヲＩ
   制御するオレフィンフローバルフト；該オレフィンフロ
   ーバルブに接続しオレフィンの流れを制御するオレフィ
   ン流れ制御装置と；供給管路に接続する触媒フローバル
   ブを含み触媒を供給管路に供給する触媒供給手段と；該
   触媒フローバルブに接続し触媒の流れを制御する触媒流
   れ制御装置と； 供給管路の反応装置よりも上流にある第１温度センサー
   と、流出管路の反応装置と分離装置との間にある第２温
   度センサーと、反応装置に接続する複数の第３温度セン
   サーと； 供給管路の分離装置よりも下流に接続し分離装置からの
   生成物性状を検出する生成物性状センサーと； アナログからディジタルへの変換装置により該センサー
   及び伝送装置の各々に接続し、かつディジタルからアナ
   ログへの変換装置により該制御装置の各々に接続する制
   御計算機とがら成り、該制御計算機は反応装置に許され
   る最高温度を最大にすることによる反応装置における１
   回通過の重合体生産量と、反応装置への冷却液流れ値と
   、反応装置への触媒流れ値と、反応装置についての性状
   値とを最適化する手段を含むことを特徴とする前記最適
   化制御系。