NL8603181A

NL8603181A - Controlemethode voor de polymerisatietemperatuur.

Info

Publication number: NL8603181A
Application number: NL8603181A
Authority: NL
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1987-07-16
Also published as: KR870006089A; GB2184736A; FI865036A; CN86108822A; FI865036A0; DE3643136C2; FR2593507B1; US4742131A; CN1008739B; CA1257450A; GB2184736B; NL190582B; GB8629668D0; DE3643136A1; NL190582C; AU567021B2; FR2593507A1; PT84017A; IT8622855A0; IT1198251B

Description

; 1/ ** ï

Controlemethode voor de polymerisatietemperatuur.

Achtergrond van de uitvinding a. Gebied van de uitvinding:

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het afvoeren van de polymerisatiewarmte bij de bereiding van 5 een polymeer door polymeriseren van een of meer monomeren, en meer in het bijzonder op een werkwijze voor controleren van de polymerisatiewarmte door koelen en condenseren van stoom in een reaktor.

b. Stand van van de techniek: 10 Het is buitengewoon belangrijk de polymerisatietempera tuur te handhaven op een vooraf vastgestelde waarde door afvoeren van polymerisatiewarmte, die gevormd wordt tijdens een polymeri-satiereaktie. Het is bekend deze polymerisatiewarmte af te voeren door de wand van een reaktor of door middel van een warmtewisse-15 laar, die is aangebracht binnen in de reaktor- Daar deze methoden het niet mogelijk maken om grote warmteoverdrachtoppervlakken te verschaffen in geval van een grote reaktor, is ook voorgesteld een refluxcondensor toe te passen, die gebruik maakt van latente warmte van een vloeistofmedium. Uit het Japanse octrooischrift 20 4,5961/1983 is bekend, dat een refluxcondensor gekenmerkt is door een grote koelcapaciteit en met goede respons polymerisatiewarmte kan afvoeren, wanneer bepaalde specifieke controlevaria-belen worden toegepast.

Ook wanneer de hiervoor beschreven methode wordt toege-25 past, is het technisch moeilijk de polymerisatietemperatuur constant te houden door veranderen van de stroomsnelheid van een koelmedium, omdat de hoeveelheid warmte, die door een refluxcondensor moet worden afgevoerd, in een grote reactor enorm is.

Het was buitengewoon moeilijk dit probleem op te lossen, ook 30 wanneer een bepaald ontwerp wordt uitgewerkt voor verschaffen van verschillende koelmedium stroomlijnen met verschillende 8603181 *' * - 2 - stroomsnelheden en de stroomsnelheid of snelheden van het koelmedium door de vloeilijn of lijnen met kleinere stroomsnelheden te regelen om het hoofd te bieden aan kleins variaties in de hoeveelheid af te voeren warmte.

5 Samenvatting van de uitvinding:

Door de onderhavige uitvinders is een zeer uitgebreid onderzoek verricht voor vinden van een methode voor oplossen van de hiervoor beschreven problemen. Als gevolg daarvan werd gevonden, dat een polymerisatiereaktie kan worden uitgevoerd bij een 10 constante temperatuur door regelen van de stroomsnelheid van een vloeistof in een koelsysteem en afvoeren van de polymerisatiewarm-te met buitengewoon goede regelbaarheid, voerend tot de onderhavige uitvinding.

Volgens een aspect van de uitvinding wordt dus een 15 werkwijze verschaft voor het regelen van de polymerisatietempera-tuur in een polymerisatieinrichting, die voorzien is van een koelsysteem, waarin stoom, welke voorkomt in aanwezigheid van een vluchtig vloeibaar medium in een reaktiesysteem, wordt gecondenseerd in een refluxcondensor waarna het verkregen niet-conden-20 seerbare gas en condensaat naar het reaktiesysteem wórden teruggevoerd, waarbij de polymerisatiewarmte wordt verwijderd. Een deel van het niet-condenseerbare gas wordt door het koelsysteem gerecirculeerd en de stroomsnelheid van het te recirculeren niet-condeseerbare gas en de stroomsnelheid van een in de reflux 25 condensor in te voeren koelmedium worden geregeld in overeenstemming met de temperatuur van het reaktiesysteem.

Korte beschrijving van de tekening:

In figuur 1 is een voorbeeld toegelicht van een polymerisatieinrichting, die toegepast kan worden bij uitvoeren van 30 de werkwijze volgens de uitvinding, waarin een deel van het niet-condenseerbare gas wordt teruggevoerd naar een afvoerleiding voor niet-condenseerbaar gas, die zich uitstrekt van een refluxcondensor, voor recirculeren van dat gedeelte van het niet-condenseer- 8603181 rt- % - 3 - bare gas?

Figuur 2 een ander voorbeeld toont van een polymerisatie-r inrichting, die toegepast kan worden in de uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding , waarin een verder gedeelte 5 van het niet-condenseerbare gas eveneens wordt teruggevoerd naar een invoerleiding van resulterende stoom naar de refluxcondensor;

Figuur 3 een grafiek toont, samen met de resultaten van een vergelijkingsproef, welke grafiek het verband weergeeft tussen werktijd en reaktietemperatuur, bij uitvoeren van de poly-10 merisatie in voorbeeld l?en

Figuur 4 een grafiek toont, tezamen met de resultaten van een andere vergelijkingsproef, die het verband weergeeft tussen de werktijd en de reaktietemperatuur, wanneer de polymerisatie werd uitgevoerd in voorbeeld 2.

15 Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding:

De controlemethode volgens de uitvinding kan worden toegepast op iedere polymerisatie van elk monomeer, zolang de polymerisatie wordt uitgevoerd in een reaktor, die is voorzien van een refluxcondensor.De controlemethode volgens de uitvinding 20 is bijzonder doelmatig wanneer ze wordt toegepast op een polymeri-satiereaktie, die wordt uitgevoerd volgens een blokpolymerisatie-methode, onder toepassen als vluchtig vloeistofmedium van een te polymeriseren monomeer, omdat een groot deel van de polymeri-satiewarmte door een refluxcondensor kan worden afgevoerd .

25 Onder "vluchtig vloeistofmedium" worden hier bijvoorbeeld verstaan koolwaterstoffen als propaan ,pentaan,hexaan,heptaan, decaan,benzeen en tolueen, gehalogeneerde koolwaterstoffen zoals 2-dichloorethaan, enz.

Als in de polymerisatie toe te passen monomeren kunnen 30 die monomeren worden genoemd, welke dubbele bindingen bevatten en polymeriseerbaar zijn door additie reakties en met een relatief grote polymerisatiewarmte, zoals propeen, vinylchloride, vinylideenchloride, buteen-1, hexeen-1, styreen en p-methylsty-reen. De werkwijze volgens de uitvinding kan ook worden toegepastj 8803181 Λ Ϋ - 4 - wanneer twee of meer van de hiervoor genoemde monomeren worden gecopolymeriseerd of een of meer van de hiervoor genoemde monomeren worden onderworpen aan een copolymerisatiereaktie met etheen.

5 Verder kan de werkwijze volgens de uitvinding worden toegepast, wanneer de polymerisatiereaktie ladingsgewijze of continu is. Ze is echter bijzonder doelmatig, wanneer de methode volgens de uitvinding wordt toegepast op een continue polymerisatiereaktie, waarin de variaties in het patroon van ontwikkelen 10 van de polymerisatiewarmte moeilijk te voorspellen zijn.

Uitvoeringsvormen van de uitvinding zullen hierna worden beschreven aan de hand van de tekening.

Eerst zal nu de toepassing worden beschreven van de inrichting, weergegeven in figuur 1, waarin een deel van het 15 hiervoor genoemde niet-condenseerbare gas wordt teruggevoerd naar een afvoerleiding voor niet-condenseerbaar gas, die zich uitstrekt vanaf een refluxcondensor, voor recirculeren van dit gas.

Een monomeer wordt gepolymeriseerd in aanwezigheid 20 van een vluchtig vloeistofmedium in een polymerisatietank 1.

Damp van het vluchtig vloeistofmedium, die verhit is door de polymerisatiewarmte, wordt door een leiding 4 gevoerd in de refluxcondensor 2. Een koelmedium wordt door de leiding 8 via een stroomcontroleafsluiter 22 gevoerd in de refluxcondensor 2 25 en wordt afgevoerd door de leiding 9, waarbij de damp wordt gecondenseerd. Het verkregen condensaat wordt door de leiding5 teruggevoerd naar de reaktietank 1, terwij1 niet-condenseerbaar gas, dat niet is gecondenseerd, gecomprimeerd wordt door een blaastoestel 3 en een deel van het niet-condenseerbare gas 30 wordt via de stroomcontroleafsluiter 21 door de leiding 7 teruggevoerd naar de reaktietank 1 en de rest wordt via een stroomcontro leafs luit er 23 door de leiding 11 naar de leiding 6 gevoerd. Door een controleorgaan 32 worden de stroomcontroleafsluiters 21, 22,23 geregeld in overeenstemming met gegevens, afkomstig van een 8503181

* ’V

- 5 - thermometer (primair orgaan) 31. In de hiervoor beschreven inrichting kunnen andere mechanische overdrachtorganen bijvoorbeeld verschillende compressoren, gebruikt worden in plaats van het het blaastoestel 3.

5 Een verscheidenheid van bekende methoden kan worden toegepast voor regelen van de stroomcontroleafsluiters 21,22,23, die werken in overeenstemming met de temperatuur, aangegeven door de thermometer 31. Hoewel geen bepaalde grenzen zijn gesteld aan servcmechanismen voor aandrijven van de stroomcontrole-10 afsluiters, de conversiemethode van signalen, die evenredig met temperaturen, in signalen die aan de servomechanismen worden toegevoerd, of de berekenings (computing)methode, worden de stroomcontroleafsluiters 21,22,23 gewoonlijk op zodanige wijze geregeld, dat een drempel wordt vastgesteld wat betreft variaties 15 van de temperatuur in de polymerisatietank en temperatuurvariaties worden behandeld door de werking van de controleafsluiters 21,23

- I

wanneer 2e kleiner zijn dan de drempelwaarde, maar door de controle-afsluiter 22 wanneer ze niet kleiner zijn dan de drempelwaarde.

Aanzienlijke variaties in de hoeveelheid af te voeren 20 warmte worden primair behandeld door veranderen van de stroomsnelheid van het koelmedium, terwijl kleine variaties in de hoeveelheid af te voeren warmte behandeld worden door veranderen van de stroomsnelheid van het niet-condenseerbare gas.

De controlemethode van de controleafsluitêrs in de 25 onderhavige uitvinding zal hierna meer gedetailleerd worden beschreven. Normaal wordt de openingsgraad van elk van de afsluiters gecontroleerd door combineren van een functie, die evenredig is met het verschil van een vooraf ingestelde waarde, een andere functie verkregen door differentiëren van het verschil 30 van de vooraf vastgestelde waarde met betrekking tot de tijd en een verdere functie ,verkregen door integreren van het verschil van de vooraf ingestelde waarde. Er is niet gespecificeerd, aan welke ene of twee van de hiervoor genoemde drie functies gewicht moet worden gegeven, omdat dit afhangt van de inrichting en 8603181 / 'ψ - 6 - het polymerisatiesysteem. De klep 23 wordt echter enkel geregeld, wanneer het verschil van de vooraf ingestelde waarde kleiner is dan een vooraf vastgestelde waarde en de absolute waarde van de gedifferentieerde waarde ook kleiner is dan de vooraf ingestel-5 de waarde. De afsluiter 22 wordt echter geregeld, wanneer de absolute waarde van de gedifferentieerde waarde de vooraf ingestelde waarde of groter is. Wanneer de gedifferentieerde waarde kleiner wordt dan de vooraf ingestelde waarde, wordt de afsluiter 23 geregeld onder constant houden van de openingsgraad 10 van de afsluiter 22. De controlefunctie van de openingsgraad van elke afsluiter overeenkomstig temperatuurvariaties kan ook worden veranderd in overeenstemming met de hiervoor genoemde geïntegreerde waarden voor een bepaalde tijdsperiode. De afsluiter 23 kan op de constante openingsgraad worden gehouden, kan 15 op het midden van het variatietrajeet worden gehouden, of kan gekoppeld worden met de afsluiter 22 en gesloten. Het is ook mogelijk de afsluiter 23 te openen voor absorberen van een deel van de variaties in de hoeveelheid af te voeren warmte, welke variaties veroorzaakt worden door variaties van de afslui-20 ter 22. De controlemethode van de controleafsluiters kan bepaald worden in overeenstemming met controlekarakteristieken van de reaktor.

Hierna volgt een beschrijving van de toepassing van de inrichting,weergegeven in figuur 2, waarin een verder deel 25 van het hiervoor genoemde niet-condenseerbare gas wordt teruggevoerd naar een invoerleiding van resulterende stoom naar de refluxeondensor.

Een monomeer wordt gepolymeriseerd in aanwezigheid van een vluchtig vloeistof medium in de polymerisatie tank 1. Damp 30 van het vluchtig vloeistof medium, die verhit is door de poly-merisatiewarmte, wordt in de refluxeondensor 2 gevoerd door middel van de leiding 4. Damp wordt gecondenseerd door voeren van een koelmedium van de leiding 8 via de stroomcontroleafsluiter 22 in de refluxeondensor 2 en vervolgens afvoeren daarvan door S 2 ö 3 1 8 f

*r 'V

- 7 - de leiding 9.

Het verkregen condensaat wordt teruggevoerd naar de reaktietank 1 door de leiding 5, waarbij niet condenseerbaar gas dat niet gecondenseerd is, wordt gecompremeerd door het blaas-5 toestel 3 en een deel van het niet-condenseerbare gas wordt teruggevoerd via de stroomcontroleafsluiter 21 door de leiding 7 naar de reaktietank 1. De hiervoor beschreven structuur is dezelfde als weergegeven in figuur 1. De rest van het niet-conden-seerbare gas wordt via een stroomcontroleafsluiter 24 door de 10 leiding gevoerd in de leiding 4 of via de stroomcontroleafsluiter 23 door de leiding 11 in de afvoerleiding 6 voor niet-condenseer-baar gas uit de refluxcondensor 2. Door het controleorgaan 32 worden de stroomcontroleafsluiters 21,22,23,24 geregeld in overeenstemming met gegevens afkomstig van de thermometer 31, die 15 de temperatuur van de polymerisatietank 1 meet.

Een verscheidenheid van bekende methoden kan worden toegepast voor regelen van de stroomcontroleafsluiters 21,22,23,24, die worden bediend in overeenstemming met de temperatuur, gemeten door de thermometer 31. Hoewel geen bepaalde grenzen worden 20 gesteld aan servomechanismen voor aandrijven van de stroomcontroleslui ter s , de conversiemethode van signalen, die evenredig zijn met de temperaturen, in signalen die aan de servomechanismen worden toegevoerd, of de berekeningsmethode, worden de stroomcontrole afsluiters 21,22,23,24 gewoonlijk op zodanige wijze geregeld, 25 dat een drempelwaarde wordt ingesteld wat betreft variaties van de temperatuur in de polymerisatietank, en temperatuurvariaties worden behandeld door werking van de controleafsluiters 21,24,23 wanneer ze kleiner zijn dan de drempelwaarde, maar door werking van de controleafsluiter 22 op een wijze, die gekoppeld is met 30 de controleafsluiter 21,24 en/of 23, wanneer ze niet kleiner zijn dan de drempelwaarde.

In de inrichting, weergegeven in figuur 2, heeft de controle, uitgeoefend door de afsluiter 21 in de inrichting, weergegeven in figuur 1, plaats door benutten van de drie 8δβ3 I 81’ - 8 - controleafsluiters 24,23,21. De controle heeft in het algemeen op twee manieren plaats, dat wil zeggen door prioriteit gegeven aan de controle door de afsluiter 21 of aan de gekoppelde controle door de afsluiter 23 ,24. Het is afhankelijk van de 5 vorm van de reaktor, de temperatuur van het koelmedium, de temperatuur van de reaktor en dergelijke,aan welke van de controles prioriteit moet worden gegeven. Wanneer het temperatuurverschil tussen het koelmedium en de reaktor bijvoorbeeld groot is, kan in vele gevallen een betere regelbaarheid verkregen 10 worden door de regeling te doen plaatshebben door de afsluiter 23,21 op een gekoppelde wijze. Wanneer een relatief grote hoeveelheid niet-condenseerbaar gas wordt ontwikkeld, kan in vele gevallen een betere regelbaarheid worden verkregen door de regeling uit te voeren door de afsluiter 24.

15 Aanzienlijke variaties in de hoeveelheid af te voeren warmte worden primair behandeld door veranderen van de stroomsnelheid van het koelmedium, terwijl kleine variaties in de hoeveelheid af te voeren warmte worden behandeld door veranderen van de stroomsnelheid van het niet-condenseerbare gas.

20 De controlemethode van de regelafsluiters in de inrich ting weergegeven in figuur 2 zal nu meer gedetailleerd worden beschreven. Normaal wordt, evenals de regelafsluiters in de inrichting weergegeven in figuur 1, de openingsgraad van elk van de afsluiters geregeld door combineren van een functie, 25 evenredig met het verschil van een vooraf ingestelde waarde, een andere functie verkregen door differentiëren van het verschil van de vooraf ingestelde waarde met betrekking tot de tijd en een verdere functie, verkregen door integreren van het verschil van de vooraf ingestelde waarde. Het is niet 30 gespecificeerd, aan welke een of twee van de hiervoor genoemde drie functies gewicht moet worden gegeven, omdat dit afhangt van de inrichting en het polymerisatiesysteem. De afsluiter 21 wordt echter enkel geregeld, wanneer het verschil van de vooraf ingestelde waarde kleiner is dan een vooraf bepaalde waarde en de 8603181 - 9 - absolute waarde van de gedifferentieerde waarde ook kleiner is dan een vooraf vastgestelde waarde. De afsluiter 22 wordt echter geregeld, wanneer de absolute waarde van de gedifferentieerde waarde de vooraf vastgestelde waarde of groter is. Wanneer de 5 gedifferentieerde waarde kleiner wordt dan een vooraf bepaalde waarde, wordt de afsluiter 24 geregeld, waarbij de openingsgraad van de afsluiter 22 constant wordt gehouden. Hier kan de controlefunctie van de openingsgraad van elke afsluiter overeenkomstig teniperatuurvariaties ook worden gewijzigd in overeenstemming met 10 de hiervoor genoemde geïntegreerde waarden voor ëen bepaalde tijdsperiode. De afsluiter 24 kan op een constante openingsgraad worden gehouden, kan worden gehouden op het midden van het variatietrajeet of kan worden gekoppeld met de afsluiter 22 en gesloten. Het is ook mogelijk de afsluiter 22 te openen voor 15 absorberen van ëen deel vande variaties in de hoeveelheid af te voeren warmte, welke variaties worden veroorzaakt door variaties van de afsluiter 22. De regelmethode van de regelafsluiters kan worden bepaald in overeenstemming met regelkarakteristieken van de reaktor.

20 De polymerisatietemperatuur kan met goede regelbaarheid worden geregeld door afvoeren van de polymerisatiewarmte volgensde methode van de uitvinding, omdat een fijne regeling mogelijk blijkt wat betreft de hoeveelheid in de refluxeondensor in te voeren damp, met andere woorden , wat betreft de hoeveelheid 25 te condenseren damp(namelijk,de hoeveelheid af te voeren warmte lijkt fijn te regelen) door regelen van de hoeveelheid niet-condenseerbaar gas, dat niet in de refluxeondensor wordt gecondenseerd.

Volgens de methode van de uitvinding is de regelbaarheid 30 van de temperatuur van een polymerisatiereaktie in een reactor buitengewoon hoog, zodat de polymerisatiereaktie bij een constante temperatuur kan worden uitgevoerd. Het is bij gevolg mogelijk polymeren van uniforme kwaliteit te bereiden, ook wanneer de polymeren zijn polyvinylchloride, polypropreen_"en 8603181 - 10 - dergelijke/ waarvan de kwaliteit sterk varieert met de polymeri-satietemperaturen. In blokpolymerisaties veroorzaken temperatuur variaties problemen wat betreft het transport van een brei en dergelijke, omdat de temperatuurvariaties direkt resulteren 5 in variaties in de druk. De methode volgens de uitvinding kan deze problemen opheffen. Ze is van buitengewoon grote waarde als methode voor uitvoeren van een blokpolymerisatie op industriële schaal.

De uitvinding zal nu meer gedetailleerd worden beschre-10 ven in de volgende voorbeelden.

Voorbeeld 1

Blokpolymerisatie van vloeibaar propeen 1 had. continu plaats in aanwezigheid van een katalysator, die bestond uit titaantrichloride en diethylaluminiumchloride in een polymeri-15 satietank met het in figuur 1 weergegeven temperatuurregelsysteem en een inwendige capaciteit van 40m3 , waarbij het vloeibare propeen eveneens als vloeistofmedium werd gebruikt.

De polymerisatietank was bedekt met een mantel, die gekoeld kan worden (maximum hoeveelheid af te voeren warmte: 20 600 Mcal/uur). Een deel van de polymerisatiewarmte werd afgevoerd door koelwater met een nagenoeg constante temperatuur als koelmedium in de mantel te voeren. Een refluxcondensor (maximum hoeveelheid af te voeren warmte: 2000 Mcal/uur), als weergegeven in figuur 1, werd eveneens toegepast voor regelen van de tempe-25 ratuur van de polymerisatietank.

De continue polymerisatie had plaats, waarbij de inhoud van de polymerisatietank op ongeveer 30m3 van een brei werd gehouden en toevoegen van de katalysator met een snelheid van 1,2 kg/uur, berekend als titaantrichloride, voor bereiden van 30 polypropeen met een snelheid van 24 ton/uur. Tijdens het proces werd ook waterstofgas in de polymerisatietank gevoerd met een snelheid, die voldoende is voor handhaven van de waterstofconcen-tratie op 7% in de dampfase zodat het molecuulgewicht van het 8503181 - 11 - verkregen polypropeen werd gecontroleerd.

De polymerisatie had plaats gedurende 10 uren onder de hiervoor vermelde omstandigheden, waarbij de polymeris atie-teraperatuur wordt geregeld op 70°C. Ter vergelijking, werd 5 ook een werkwijze uitgevoerd volgens een conventionele methode, waarin de regelafsluiter 23 was gesloten, maar de regelafsluiter 21 was geopend. Figuur 3 toont de temperatuurvariaties tijdens het 10 uren durende proces. In de vergelijkingsproef varieerde de temperatuur aanzienlijk. Wanneer de temperatuur lager was, 10 dat wil zeggen de druk laag was, was het moeilijk de brei uit de pölymerisatietank af te voeren. Wanneer anderzijds de temperatuur, dat wil zeggen de druk, hoog was, werd meer brei afgevoerd. Het was bij gevolg moeilijk het volume van de brei op een constant niveau te houden. Bovendien was de stereoregulariteit van het 15 verkregen polypropeen slecht.

In het onderhavige voorbeeld had de regeling van de regelafsluiters 21,22,23 op de volgende wijze plaats, in overeenstemming met de gemeten temperaturen.

Een polymerisatietanktemperatuur, die door de thermometer 31 was gemeten, werd gecontroleerd met een vooraf ingestelde 20 temperatuur van 70°C bij het controleorgaan 32. De openingsgraad van de regelafsluiter 23 werd verder verminderd, wanneer de gemeten temperatuur hoger was dan de vooraf ingestelde temperatuur en de snelheid van variëren van de polymerisatietanktemperatuur niet groter was dan een drempelwaarde. Wanneer anderzijds de 25 snelheid van variëren van de polymerisatietanktemperatuur groter was dan deze drempelwaarde, werd de openingsgraad van de regelafsluiter 22 vergroot en werd ook die van de regelafsluiter 23 geregeld.

Wanneer anderzijds de polymerisatietanktemperatuur lager 30 was dan de vooraf ingestelde temperatuur, werden de respectievelijke regelafsluiters bediend op een wijze, die tegengesteld is aan de hiervoor beschreven wijze.

Bovendien werd de stabiliteit van het regelsysteem 860 3 1 3 * * ·*- * - 12 - vergroot door feedback-regeling van de regelafsluiter 21 in overeenstemming met een functie van de snelheid van temperatuurveranderingen bij verwerken van de snelheid van elke verandering van de polymerisatietanktemperatuur bij het controleorgaan 32.

5 Voorbeeld 2

Blokpolymerisatie van vloeibaar propeen had continu plaats in aanwezigheid van een katalysator/ die bestond uit titaantrichloride en diethyleenaluminiumchloride, in een poly-merisatietank met het in figuur 2 weergegeven temperatuur regel-10 systeem en een inwendige capaciteit van 403m, waarbij het vloeibare propeen eveneens als vloeistofmedium werd gebruikt.

De polymerisatietank was bedekt door een mantel, die gekoeld kan worden (maximum hoeveelheid af te voeren warmte: 600 Mcal/uur). Een deel van de polymerisatiewarmte werd afgevoerd 15 door invoeren van koelwater met een nagenoeg constante temperatuur als koelmedium in de mantel. Een refluxcondensor (maximum hoeveelheid) af te voeren warmte:2000Mcal/uur), als weergegeven in figuur 1, werd eveneens gebruikt voor regelen van de temperaturen van de polymerisatietank.

20 De continue polymerisatie had plaats, waarbij de inhoud van de polymerisatietank werd geregeld op 30m3 van een brei en de katalysator werd toegevoegd met een snelheid van 1,2 kg/uur, berekend als titaantrichloride, voor bereiden van polypropeen met een snelheid van 24 ton/uur. Tijdens het proces werd ook 25 waterstofgas in de polymerisatietank gevoerd met een snelheid, die voldoende was voor handhaven van de waterstofconcentratie op 7% in de dampfase , voor regelen van het molekuulgewicht van het verkregen polypropeen.

De polymerisatie had plaats gedurende 10 uren onder 30 de hiervoor vermelde omstandigheden, waarbij de polymerisatie-temperatuur werd geregeld op 70°C. Ter vergelijking werd ook een werkwijze uitgevoerd volgens een conventionele methode, waarin de regelafsluiter 24 was gesloten, maar de regelafsluiter 8 50 3 191' - 13 - 21 was geopend. Figuur 4 toont de temperatuurvariaties tijdens de 10 uren durende processen. In de vergelijkingsproef varieerde de temperatuur aanzienlijk. Wanneer de temperatuur laag was, dat wil zeggen de druk laag was, was het moeilijk de brei uit 5 de polymerisatietank af te voeren. Wanneer anderzijds de temperatuur, dat wil zeggen de druk, hoog was, werd meer brei afgevoerd. Het was bij gevolg moeilijk het volume van de brei op een constant niveau te handhaven. Bovendien was de stereoregulariteit van het verkregen polypropeen slecht.

10 In het onderhavige voorbeeld had de regeling van de regelafsluiters 21,22,24 in overeenstemming met de gemeten temperaturen als volgt plaats.

i

Een polymerisatietanktemperatuur, die was gemeten door de thermometer 31 , werd geregeld op een vooraf ingestelde temperatuur van 70°C bij het controleorgaan 32. De openingsgraad 15 van de regelafsluiter 24 werd verder verminderd, wanneer deze temperatuur hoger was dan de vooraf ingestelde temperatuur en de snelheid van variëren van de polymerisatietanktemperatuur niet groter is dan een drempelwaarde. Wanneer anderzijds de snelheid van variëren van de polymerisatietanktemperatuur groter 20 was dan deze drempelwaarde, werd de openingsgraad van de regel-afsluiter 22 vergroot en werd ook die van de regelafsluiter 24 geregeld.

Wanneer anderzijds de polymerisatietanktemperatuur lager was dan de vooraf ingestelde temperatuur, werden de respectieve-25 lijk regeafsluiters geregeld op een wijze, die tegengesteld is aan de hiervoor beschreven wijzer.

Bovendien werd de stabiliteit van het controlesysteem vergroot door feedback-regelen van de regelafsluiter 21 in overeenstemming met een functie van desnelheidvan temperatuurverande-30 ringen bij behandelen van de snelheid van elke verandering van de polymerisatietanktemperatuur bij het controleorgaan 32.

Voorbeeld 3

De werkwijze van voorbeeld 2 werd herhaald, met dien 6603181 - 14 - verstande/ dat de waterstofconcentratie werd verhoogd tot 15%.

Daar de regelbaarheid een weinig slechter was7 werd de afsluiter 24 gesloten ei de afsluiters 21,23 werden geregeld .. oo· een wijze, gekoppeld met de afsluiter 22.

5 Een polymerisatietemperatuur namelijk, die was gemeten door de thermometer 31, werd geregeld op een vooraf ingesteld temperatuur van 70°C bij het controleorgaan 32. Wanneer deze gemeten temperatuur hoger was dan de vooraf ingestelde temperatuur en de snelheid van variëren van de polymerisatietanktemperatuur niet 10 groter is dan een drempelwaarde, werd de openingsgraad van de regel-afsluiter 22 niet veranderd, de openingsgraad van de regelafsluiter 23 werd verder verminderd en de openingsgraad van de afsluiter 21 werd verder vergroot op een wijze gekoppeld met de afsluiter 23. Wanneer anderzijds de polymerisatietanktemperatuur lager was dan 15' de vooraf ingestelde temperatuur, werden de respectievelijke controleafsluiters geregeld op een wijze, tegengesteld aan de hiervoor beschreven wijze. Op de hiervoor beschreven wijze was het mogelijk de polymerisatiereaktie bij de constante temperatuur met goede regelbaarheid voort te zetten.

8803181

Claims

1. Werkwijze voor regelen van de polymerisatietemperatuur in een polymerisatieinrichting, die voorzien is van een koelsysteem, waarin stoom , die voorkomt in· aanwezigheid van een vluchtig vloeibaar medium in een reaktiesysteem, wordt geconden- 5 seerd in een refluxcondensor en het verkregen niet-condenseerbare gas en condensaat vervolgens naar het reaktiesysteem worden teruggevoerd, waardoor de polymerisatiewarmte wordt afgevoerd, daardoor gekenmerkt, dat een deel van het niet-condenseerbare gas naar het koelsysteem wordt gerecirculeerd en de stroomsnelheid 10 van betterecirculeren niet-condenseerbare gas en de stroomsnelheid van het in de refluxcondensor in te voeren koelmedium geregeld worden in overeenstemming met de temperatuur van het reaktiesysteem»

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15 het deel van het niet-condenseerbare gas wordt teruggevoerd naar een afvoerleiding voor niet-condenseerbaar gas, die verbonden is met de refluxcondensor van het koelsysteem, voor recirculeren daarvan.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 het deel van het niet-condenseerbare gas wordt teruggevoerd naar een invoerleiding van de resulterende stoom naar de refluxcondensor van het koelsysteem en ook naar een afvoerleiding van niet-condenseerbaar gas, die verbonden is met de refluxcondensor, voor recirculeren van het deel van het niet-condenseerbare gas en 25 tenminste een van de stroomsnelheden van het deel van het naar de invoerleiding en afvoerleiding te recirculeren niet-condenseer -bare 9as en de stroomsnelheid van het in de refluxcondensor in te voeren koelmedium wordt geregeld.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat 30 het vluchtige vloeistofmedium een te polymeriseren monomeer is. 860 3 1 8 1'