RU2036203C1 - Способ управления процессом полимеризации термоэластопластов - Google Patents
Способ управления процессом полимеризации термоэластопластов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2036203C1 RU2036203C1 SU5048001A RU2036203C1 RU 2036203 C1 RU2036203 C1 RU 2036203C1 SU 5048001 A SU5048001 A SU 5048001A RU 2036203 C1 RU2036203 C1 RU 2036203C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- branched
- catalyst
- polymerization
- thermoelastoplastic
- polystyrilithium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Использование: в производстве синтетического каучука при автоматизации процессов полимеризации. Сущность изобретения: по способу управления процессом полимеризации термоэластопласта путем полимеризации термоэластопласта разветвленного и полистириллития, их смешения и регулирования индекса расплава изменением дозы катализатора полистириллитий и термоэластопласт разветвленный получают в полимеризате одинаковой максимальной концентрации, причем процесс полимеризации полистириллития проводят в батарее реакторов и регулируют его индекс расплава в зависимости от вязкости на выходе батареи воздействием на расход катализатора в первый аппарат: смешивают в потоке полистириллитий с термоэластопластом разветвленным, при этом концентрацию полистириллития в термоэластопласте разветвленном для получения необхадимого продукта стабилизируют соотношением их расходов, регулируют индекс расплава готового продукта воздействием на расход катализатора на полимеризацию полистириллития в зависимости от вязкости, измеренной после смешения полистириллития с термоэластопластом разветвленным, увеличивают или уменьшают дозу катализатора на полимеризацию термоэластопласта разветвленного в зависимости от увелечения или уменьшения средней дозировки катализатора на полимеризацию полистириллития. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области автоматизации процессов полимеризации и может быть использовано в производстве синтетических каучуков.
Известен способ управления периодическим процессом полимеризации термоэластопластов разветвленных с содержанием полистириллития путем последовательной загрузки в реактор растворителя, катализатора, бутадиена, первой порции стирола, разветвляющего агента, второй порции стирола и второй порции катализатора с ожиданием завершения процесса полимеризации после загрузки каждой порции мономера и коррекцией дозы катализатора в зависимости от величины индекса расплава ранее полученного в этом либо другом реакторе готового продукта.
Однако по известному способу невозможно добиться высокого качества готовой продукции, так как качество продукции определяется после проведения полимеризации, а не в процессе; в ходе полимеризации не контролируется качественный показатель и нет возможности своевременно влиять на формирование качества. Кроме того, при периодическом процессе полимеризации производительность всегда ниже, так как затрачивается время на загрузку и выгрузку реагентов в реактор и из него, а при проведении таких операций продукт не производится.
Сущность изобретения заключается в том, что по известному способу управления процессом полимеризации термоэластопластов путем полимеризации термоэластопластов разветвленных и полистириллития, их смешения и регулирования индекса расплава изменением дозы катализатора для повышения производительности труда и качества готового продукта полистириллитий и термоэластопласт разветвленный получают в полимеризате одинаковой максимальной концентрации, причем процесс полимеризации полистириллития проводят в батарее реакторов и регулируют его индекс расплава в зависимости от вязкости на выходе батареи воздействием на расход катализатора в первый реактор, смешивают в потоке полистириллитий с термоэластопластом разветвленным, при этом концентрацию полистириллития в термоэластопласте разветвленном для получения необходимого продукта стабилизируют соотношением их расходов, регулируют индекс расплава готового продукта воздействием на расход катализатора на полимеризацию полистириллития в зависимости от вязкости, измеренной после смешения полистириллития с термоэластопластом разветвленным, увеличивают или уменьшают дозу катализатора на полимеризацию термоэластопласта разветвленного в зависимости от увеличения или уменьшения средней дозировки катализатора на полимеризацию полистириллития.
Все перечисленные признаки в совокупности с известными обеспечивают повышение качества готового продукта. Так, непрерывный контроль качества с помощью вискозиметров на стадии полимеризации полистириллития позволяет своевременно выявлять и компенсировать катализатором примеси в исходных продуктах. Поэтому качество полистириллития повышается, что оказывает положительное влияние и на качество готового продукта после смешения. При этом контроль индекса расплава при полимеризации полистириллития и после смешения облегчается тем, что концентрация полистириллития и термоэластопласта разветвленного в полимеризате одинаковая максимальная, а значит на изменение вязкости в точках контроля оказывает влияние только индекс расплава.
Воздействие на расход катализатора в процессе полимеризации полистириллития в зависимости от вязкости, измеренной после смешения, позволяет за счет изменения индекса расплава полистириллития, вызванного этим воздействием, компенсировать возможное ухудшение качества термоэластопласта разветвленного, тогда как на качество уже готового термоэластопласта разветвленного повлиять нельзя.
Коррекция дозы катализатора на полимеризацию термоэластопласта разветвленного в зависимости от средней дозировки катализатора на полимеризацию полистириллития повышает качество термоэластопласта разветвленного и готового продукта. Действительно, увеличение дозировки катализатора на полимеризацию полистириллития свидетельствует о том, что концентрация примесей в исходных продуктах (растворитель, стирол) увеличилась, а так как растворитель и стирол являются исходными продуктами и для полимеризации термоэластопласта разветвленного, то своевременная компенсация примесей изменением дозировки катализатора на полимеризацию термоэластопласта разветвленного повышает качество последнего, а значит и качество готового продукта.
И наконец, производительность труда при проведении процесса полимеризации полистириллития выше, чем при периодическом процессе, так как не затрачивается время на загрузку и выгрузку реагентов в реактор и из него (во время этих операций продукт не производится).
На чертеже представлена блок-схема системы управления, с помощью которой реализуется предлагаемый способ.
Схема состоит из реакторов 1, 2, 3 получения полистириллития, смесителя 4, контура регулирования расхода катализатора, состоящего из датчика 5, регулятора 6, клапана 7, контура стабилизации расхода растворителя, состоящего из датчика 8, регулятора 9, клапана 10, контура регулирования расхода стирола, состоящего из датчика 11, регулятора 12, клапана 13, клапана 14 регулирования расхода хладагента в рубашку реактора 1, датчиков 15, 16 вязкости на выходе первого и последнего реакторов батареи соответственно, усреднителя 17, реактора 18 получения термоэластопласта разветвленного, датчиков 19, 21, 23, 25, 27 расхода стирола, растворителя, катализатора, разветвляющего агента, бутадиена соответственно, отсечных клапанов 20, 22, 24, 26, 28 на линиях подачи стирола, растворителя, катализатора, разветвляющего агента, бутадиена соответственно, клапана 29 регулирования расхода хладагента в рубашку реактора 18, отсечного клапана 30 на линии подачи термоэластопласта разветвленного в усреднитель 17, контура регулирования раствора термоэластопласта разветвленного в полимеризате, состоящего из датчика 31, регулятора 33, клапана 32, смесителя 34, датчика 35 вязкости готового продукта, вычислительной машины 36.
Регулирование индекса расплава полистириллития в зависимости от вязкости на выходе батареи воздействием на расход катализатора в первый аппарат осуществляется следующим образом.
а) Рассчитывается задание регулятору 9 расхода растворителя по формуле
Ст н= Стсн·(100-C3) (1), где Стсн расход стирола, т/ч;
Сз заданная максимальная концентрация стирола в полимеризате, одинаковая и для концентрации термоэластопласта разветвленного в полимеризате, моль/л.
Ст
Сз заданная максимальная концентрация стирола в полимеризате, одинаковая и для концентрации термоэластопласта разветвленного в полимеризате, моль/л.
Исходя из требований регламента и конструкции аппарата максимальная Сз равна 30%
б) Задание регулятору 6 расхода катализатора в первый реактор определяется по формуле
Ст = Стo+ Kп·ε+K, , (2) где Е I1 з I1 рассогласование;
I = , где I1 з заданный индекс расплава после первого реактора;
I1 текущий индекс расплава после первого реактора;
Кп, Кн, L коэффициенты;
μ1 динамическая вязкость после первого реактора от датчика 15;
Сто начальный расход катализатора.
б) Задание регулятору 6 расхода катализатора в первый реактор определяется по формуле
Ст
I
I1 текущий индекс расплава после первого реактора;
Кп, Кн, L коэффициенты;
μ1 динамическая вязкость после первого реактора от датчика 15;
Сто начальный расход катализатора.
Заданный индекс расплава после первого аппарата I1 з корректируется в зависимости от индекса расплава на выходе батареи
I1 з Iн + М (Iб з Iб), (3) где Iб= текущий индекс расплава на выходе батареи;
μ3 динамическая вязкость на выходе батареи от датчика 16;
Lб, М коэффициенты;
Iб заданный индекс расплава на выходе батареи;
Iн начальный индекс расплава после первого реактора.
I1 з Iн + М (Iб з Iб), (3) где Iб= текущий индекс расплава на выходе батареи;
μ3 динамическая вязкость на выходе батареи от датчика 16;
Lб, М коэффициенты;
Iб заданный индекс расплава на выходе батареи;
Iн начальный индекс расплава после первого реактора.
Процессом полимеризации термоэластопласта разветвленного управляют в следующей последовательности:
а) исходя из заданной максимальной концентрации мономеров в полимеризате Сз 30% и объема реактора рассчитывается доза мономеров Стм при:
Стр з 6,5 м3 заданная доза растворителя;
Стм= 2,5, м3; (4)
При этом дозы между стиролом и бутадиеном распределяются как:
Стс 3 650 л заданная доза стирола (составляет 30% от общей массы);
Стд з Стм Стс з 2500 л 650 л 1850 л заданная доза бутадиена;
Стн Сткс-1 з 270 л ориентировочная доза катализатора, равная дозе катализатора, загруженного в последнем цикле в один из реакторов (Сткс-1 з);
Ста 50 л заданная доза сшивающего агента.
а) исходя из заданной максимальной концентрации мономеров в полимеризате Сз 30% и объема реактора рассчитывается доза мономеров Стм при:
Стр з 6,5 м3 заданная доза растворителя;
Стм= 2,5, м3; (4)
При этом дозы между стиролом и бутадиеном распределяются как:
Стс 3 650 л заданная доза стирола (составляет 30% от общей массы);
Стд з Стм Стс з 2500 л 650 л 1850 л заданная доза бутадиена;
Стн Сткс-1 з 270 л ориентировочная доза катализатора, равная дозе катализатора, загруженного в последнем цикле в один из реакторов (Сткс-1 з);
Ста 50 л заданная доза сшивающего агента.
Указанная выше рецептура вводится в вычислительную машину и запускается автоматическое ведение процесса, на первом шаге которого вычисляется заданная доза катализатора
Стк з Сткс-1 з + Н(Iпр з Ii) + Δ Ст, (5) где Н коэффициент;
I р= 4,5 заданный индекс расплава готового продукта;
Ii индекс расплава, полученный в предыдущем цикле;
Δ Ст поправка (будет описана ниже).
Стк з Сткс-1 з + Н(Iпр з Ii) + Δ Ст, (5) где Н коэффициент;
I
Ii индекс расплава, полученный в предыдущем цикле;
Δ Ст поправка (будет описана ниже).
Автоматическое ведение процесса заключается в следующем: открываются клапаны 20, 22 на линиях подачи стирола и растворителя, а фактическая доза продуктов, поступивших в реактор контролируется по датчикам 19, 21 расхода. По достижении фактических доз стирола и растворителя, равных заданным Стз, Стр з, клапаны 20, 22 закрываются; после перемешивания аналогично загружается катализатор с использованием отсечного клапана 24 и датчика 23 расхода; далее при постоянном перемешивании осуществляется процесс полимеризации стирола, для чего задается выдержка, равная 1 ч; затем, используя клапан 28 и датчик 27, загружается бутадиен с ожиданием в течение 1 ч завершения процесса полимеризации; и, наконец, загрузкой сшивающего агента с помощью клапана 26 и датчика 25 процесс полимеризации термоэластопласта разветвленного завершается.
Подсчет фактической дозы, загружаемой в реактор, производится по формуле
Q Fi·Δt, (6) где Fi мгновенное значение расхода от датчиков 19, 21, 23, 25, 27;
Δ t дискретность поступления информации от указанных датчиков.
Q Fi·Δt, (6) где Fi мгновенное значение расхода от датчиков 19, 21, 23, 25, 27;
Δ t дискретность поступления информации от указанных датчиков.
По завершении полимеризации готовый термоэластопласт разветвленный через клапан 30 перекачивается в усреднитель 17.
Концентрация полистириллития в термоэластопласте разветвленном для получения готового продукта при полной полимеризации полистириллития и термоэластопласта разветвленного и одинаковой их концентрации в полимеризате регулируется путем формирования задания регулятору 33 расхода термоэластопласта разветвленного
Ст ст= , (7) где Стдст з задание регулятору 33 расхода раствора термоэластопласта разветвленного из смесителя 17;
Спр з заданная концентрация полистириллития в термоэлаcтоплаcте разветвленном;
Стсн, Стрн расход стирола и растворителя соответственно в первый реактор 1 батареи полимеризации полистириллития.
Ст
Спр з заданная концентрация полистириллития в термоэлаcтоплаcте разветвленном;
Стсн, Стрн расход стирола и растворителя соответственно в первый реактор 1 батареи полимеризации полистириллития.
Например, при Сз 30% наполнении полистириллитием в 20% (Спр з 20%) и расходе стирола Стсн 3 т/ч, на полимеризацию полистириллития из формулы (1) получим расход Стрн з растворителя
Ст н= 7 .
Ст
А требуемый при этом расход раствора термоэластопласта разветвленного равен согласно формуле (7)
Ст ст= 40 .
Ст
Регулирование индекса расплава готового продукта воздействием на расход катализатора на полимеризацию полистириллития осуществляется следующим образом.
Рассчитывается индекс расплава готового продукта
Iпр= , где R коэффициент;
μпр динамическая вязкость готового продукта от датчика 35, установленного после смешения термоэластопласта разветвленного с полистириллитием.
Iпр= , где R коэффициент;
μпр динамическая вязкость готового продукта от датчика 35, установленного после смешения термоэластопласта разветвленного с полистириллитием.
Корректируется заданная вязкость на выходе батареи полимеризации полистириллития
Iв з Iбо + р(Iпр з Iпр), (8) где Р коэффициент;
Iпр з 4,5 г/10 мин заданный индекс расплава готового продукта;
Iбо начальный индекс расплава.
Iв з Iбо + р(Iпр з Iпр), (8) где Р коэффициент;
Iпр з 4,5 г/10 мин заданный индекс расплава готового продукта;
Iбо начальный индекс расплава.
Рассмотрим на примере регулирование индекса расплава готового продукта.
Iпр з 4,5; Iб з Iб 4,5; I1 з I1 4,5;
Iн Iб 4,5; Стк з Сто 130, л/ч. Допустим текущий индекс расплава стал равным Iпр 4,тогда согласно формуле (8) имеем
Iб з 4,5 + 1 ˙ (4,5 4) 4,5 + 0,5 5, Тогда согласно формуле (3) заданный индекс расплава после первого реактора будет равен
I1 з 4,5 + 0,8 ˙ (5-4,5) 4,5 + 0,4 4,9. При этом рассогласование в формуле (2) станет равным
ε 4,9 4,5 0,4. И поэтому задание регулятору 6 расхода катализатора согласно формуле (2) увеличится
Стк= 130+11·0,4+0,1·Σ0,4 130+4,4+0,04 134,44 . Это, в свою очередь, приведет к увеличению индекса расплава на батарее, а следовательно, и к увеличению (после смешения в смесителе 34) индекса расплава готового продукта.
Iн Iб 4,5; Стк з Сто 130, л/ч. Допустим текущий индекс расплава стал равным Iпр 4,тогда согласно формуле (8) имеем
Iб з 4,5 + 1 ˙ (4,5 4) 4,5 + 0,5 5, Тогда согласно формуле (3) заданный индекс расплава после первого реактора будет равен
I1 з 4,5 + 0,8 ˙ (5-4,5) 4,5 + 0,4 4,9. При этом рассогласование в формуле (2) станет равным
ε 4,9 4,5 0,4. И поэтому задание регулятору 6 расхода катализатора согласно формуле (2) увеличится
Стк= 130+11·0,4+0,1·Σ0,4 130+4,4+0,04 134,44 . Это, в свою очередь, приведет к увеличению индекса расплава на батарее, а следовательно, и к увеличению (после смешения в смесителе 34) индекса расплава готового продукта.
Увеличение или уменьшение дозы катализатора на полимеризацию термоэластопласта разветвленного в зависимости от увеличения или уменьшения средней дозировки катализатора на полимеризацию полистириллития производится согласно формуле (5), где
Ст Стср нач Стср, где Стср нач начальный средний расход катализатора на полимеризацию полистириллития;
Стср= Cтi средний расход катализатора на полимеризацию полистириллития за предыдущий отрезок времени;
N количество точек для усреднения, характеризующее отрезок времени усреднения;
Стi текущий мгновенный расход катализатора на полимеризацию полистириллития.
Ст Стср нач Стср, где Стср нач начальный средний расход катализатора на полимеризацию полистириллития;
Стср= Cтi средний расход катализатора на полимеризацию полистириллития за предыдущий отрезок времени;
N количество точек для усреднения, характеризующее отрезок времени усреднения;
Стi текущий мгновенный расход катализатора на полимеризацию полистириллития.
Для контроля индекса расплава используется вибрационный вискозиметр типа ВВН5М. Полимеризацию термоэластопласта разветвленного и полистириллития проводят в присутствии нормального бутиллития в растворе толуола с концентрацией 0,25 моль/л. Температуру процесса полимеризации полистириллития поддерживают в диапазоне 50оС и при необходимости регулируют воздействием на клапан 14 расхода хладагента в рубашку первого реактора.
Температура химических реагентов перед загрузкой в реактор для полимеризации термоэластопласта разветвленного соответственно составляет: растворителя +20оС, стирола +20оС, бутадиена -8оС. Реакцию полимеризации первого блока (стирола) проводят при температуре +50оС, а бутадиена (второго блока) до 100оС. При необходимости температуру полимеризации регулируют подачей хладагента в рубашку аппарата клапаном 29. В качестве сшивающего агента используют ТЭОС (тетраэтоксисилан) в растворе растворителя с концентрацией 8%
Таким образом, непрерывный контроль индекса расплава и регулирование качества готового продукта воздействием на расход катализатора на полимеризацию полистириллития, гибкая и простая схема, позволяющая изменением концентрации одного продукта в другом обеспечивать выпуск различных готовых продуктов, способствуют повышению экономической эффективности производства.
Таким образом, непрерывный контроль индекса расплава и регулирование качества готового продукта воздействием на расход катализатора на полимеризацию полистириллития, гибкая и простая схема, позволяющая изменением концентрации одного продукта в другом обеспечивать выпуск различных готовых продуктов, способствуют повышению экономической эффективности производства.
Claims (1)
- СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ТЕРМОЭЛАСТОПЛАСТОВ путем полимеризации разветвленного термоэластопласта и полистириллития, их смешения и регулирования индекса расплава изменением дозы катализатора, отличающийся тем, что полистириллитий и разветвленный термоэластопласт получают в полимеризате одинаковой максимальной концентрации, причем процесс полимеризации полистириллития проводят в батарее реакторов и регулируют его индекс расплава в зависимости от вязкости на выходе батареи воздействием на расход катализатора в первый аппарат, смешивают в потоке полистириллитий с разветвленным термоэластопластом, при этом концентрацию полистириллития в разветвленном термоэластопласте для получения необходимого продукта стабилизируют соотношением их расходов, регулируют индекс расплава готового продукта воздействием на расход катализатора на полимеризацию полистириллития в зависимости от вязкости, измеренной после смешения полистириллития с разветвленным термоэластопластом, увеличивают или уменьшают дозу катализатора на полимеризацию разветвленного термоэластопласта в зависимости от увеличения или уменьшения средней дозировки катализатора на полимеризацию полистириллития.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5048001 RU2036203C1 (ru) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Способ управления процессом полимеризации термоэластопластов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5048001 RU2036203C1 (ru) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Способ управления процессом полимеризации термоэластопластов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2036203C1 true RU2036203C1 (ru) | 1995-05-27 |
Family
ID=21607144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5048001 RU2036203C1 (ru) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Способ управления процессом полимеризации термоэластопластов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2036203C1 (ru) |
-
1992
- 1992-06-16 RU SU5048001 patent/RU2036203C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Технологический регламент на производство термоэластопласта ДСТ30Р200ПС на Воронежском заводе синтетического каучука, утвержденный зам.генерального директора Ассоциации предприятий по производству синтетических эластомеров Э.М.Сааковым 16 октября 1990 г. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2036203C1 (ru) | Способ управления процессом полимеризации термоэластопластов | |
US3728085A (en) | Predictive control system for polymerizing ethylene | |
US3255161A (en) | Control of conversion in reaction train | |
RU2679221C1 (ru) | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации | |
US3726849A (en) | Continuous process for the solution polymerization of olefinic monomers | |
RU2188210C1 (ru) | Способ управления периодическим процессом полимеризации бутадиен-стирольных термоэластопластов | |
JP5407041B2 (ja) | ポリマー粒子製造方法及びその重合装置 | |
RU2042690C1 (ru) | Способ управления периодическим процессом полимеризации термоэластопластов | |
SU1030369A1 (ru) | Способ регулировани процесса эмульсионной полимеризации | |
US20050136547A1 (en) | Polymer reaction and quality optimizer | |
RU2091398C1 (ru) | Способ управления непрерывным процессом растворной сополимеризации бутадиена и стирола | |
SU1016301A1 (ru) | Способ регулировани процесса эмульсионной полимеризации | |
RU2084459C1 (ru) | Способ управления периодическим процессом полимеризации термоэластопластов | |
Joseph Schork | Design and Operation of Polymerization Reactors | |
RU2754804C2 (ru) | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации | |
SU1261939A1 (ru) | Способ управлени непрерывным процессом получени разветвленного полимера | |
SU922111A1 (ru) | Способ регулировани процесса полимеризации бутадиена | |
RU2046809C1 (ru) | Способ управления процессом полимеризации простых полиэфиров | |
SU937466A1 (ru) | Способ управлени процессом растворной полимеризации бутадиена | |
SU852878A1 (ru) | Способ регулировани процесса эмульсион-НОй пОлиМЕРизАции | |
SU956487A1 (ru) | Способ регулировани процесса эмульсионной полимеризации | |
SU660978A1 (ru) | Способ регулировани процесса эмульсионной полимеризации | |
RU2209817C1 (ru) | Способ управления процессом получения бутилкаучука | |
SU787417A1 (ru) | Способ управлени непрерывным процессом растворной полимеризации | |
SU954390A1 (ru) | Способ управлени непрерывным процессом растворной полимеризации |