RU2310666C2 - Method of governing butyl rubber production - Google Patents

Method of governing butyl rubber production Download PDF

Info

Publication number
RU2310666C2
RU2310666C2 RU2005115803/04A RU2005115803A RU2310666C2 RU 2310666 C2 RU2310666 C2 RU 2310666C2 RU 2005115803/04 A RU2005115803/04 A RU 2005115803/04A RU 2005115803 A RU2005115803 A RU 2005115803A RU 2310666 C2 RU2310666 C2 RU 2310666C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rubber
reactor
degasser
charge
modified
Prior art date
Application number
RU2005115803/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005115803A (en
Inventor
Анатолий Петрович Болдырев (RU)
Анатолий Петрович Болдырев
Владимир Михайлович Бусыгин (RU)
Владимир Михайлович Бусыгин
пов Равиль Тагирович Ши (RU)
Равиль Тагирович Шияпов
Николай Тимофеевич Оболочков (RU)
Николай Тимофеевич Оболочков
Рустам Магазирович Ахметов (RU)
Рустам Магазирович Ахметов
Андрей Юрьевич Симонов (RU)
Андрей Юрьевич Симонов
Наиль Рахматуллович Гильмутдинов (RU)
Наиль Рахматуллович Гильмутдинов
Виктор Николаевич Гавриков (RU)
Виктор Николаевич Гавриков
Алексей Васильевич Паненко (RU)
Алексей Васильевич Паненко
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"
Анатолий Петрович Болдырев
Владимир Михайлович Бусыгин
Равиль Тагирович Шияпов
Николай Тимофеевич Оболочков
Рустам Магазирович Ахметов
Андрей Юрьевич Симонов
Наиль Рахматуллович Гильмутдинов
Виктор Николаевич Гавриков
Алексей Васильевич Паненко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим", Анатолий Петрович Болдырев, Владимир Михайлович Бусыгин, Равиль Тагирович Шияпов, Николай Тимофеевич Оболочков, Рустам Магазирович Ахметов, Андрей Юрьевич Симонов, Наиль Рахматуллович Гильмутдинов, Виктор Николаевич Гавриков, Алексей Васильевич Паненко filed Critical Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"
Priority to RU2005115803/04A priority Critical patent/RU2310666C2/en
Publication of RU2005115803A publication Critical patent/RU2005115803A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2310666C2 publication Critical patent/RU2310666C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

FIELD: rubber industry.
SUBSTANCE: invention relates to automation of synthetic rubber production processes and can be utilized in production of butyl rubber for different embodiments of process, for instance in production of chemically modified rubbers. Method of governing production of butyl rubber via catalytic copolymerization of isoprene and isobutylene in inert solvent is implemented for a plant comprising mixer, cooler, reactor, degasser, all interconnected by pipelines provided with control circuits including sensors-controller-valves regulating intake of isoprene, isobutylene, inert solvent, reaction charge, catalyst, level and consumption of cooling agent into cooler and into reactor and steam into degasser, reaction charge temperature and concentration sensors, reactor and degasser temperature sensors linked to controllers adjusting consumption of reactants, solvent, cooling agent, and steam. Plant further has: reaction charge supply collector, by means of which a part of reaction charge is used to produce non-modified butyl rubber and the other part to produce modified butyl rubber; total reaction charge consumption transducer; reactor; rubber crumb averaging vessel; vessels for dissolving and vessels for averaging rubber for modification; salt washing-off and neutralization towers and degasser connected with each other and to collector for supplying pulp to recovery assemblies through corresponding lines provided with control circuits controlling uptake of reaction charge, catalyst, averaged rubber crumb, rubber crumb solvent, rubber solution to be modified, modified rubber solution, cooling agent into reactor and steam into degasser; isoprene uptake sensor; modifier sensor; washing water sensor; etc. Specified parameters are the following: total productivity, modified-to-unmodified rubber production ratio, reaction charge/catalyst ratio, temperature control zones in reactors and degassers, modifier/rubber ratio, and rubber unsaturation index.
EFFECT: widened application area for butyl rubber production control and assortment of products, reduced consumption of raw materials due combined production of unmodified and unmodified rubbers.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов производства синтетического каучука и может быть использовано в производстве бутилкаучука для различного оформления процессов, например, при получении химических модифицированых каучуков.The invention relates to the field of automation of technological processes for the production of synthetic rubber and can be used in the production of butyl rubber for various processes, for example, upon receipt of modified chemical rubbers.

Известен способ управления процессом синтеза бутилкаучука, проводимый в среде инертного растворителя в реакторе с мешалкой. Сополимеризация мономеров (изопрена и изобутилена) проводится в присутствии катализатора, при этом регулируются расходы шихты и катализатора, измеряется температура в зоне реакции, определяется расчетным путем вязкость по Муни, а также определяется параметр нижнего привода мешалки (Пат. РФ 2046126, МПК G05D 27/00,1993 г.).A known method of controlling the process of synthesis of butyl rubber, carried out in an inert solvent in a reactor with a stirrer. The copolymerization of monomers (isoprene and isobutylene) is carried out in the presence of a catalyst, the charge and catalyst consumption are regulated, the temperature in the reaction zone is measured, the Mooney viscosity is determined by calculation, and the lower drive parameter of the mixer is determined (Pat. RF 2046126, IPC G05D 27 / 00.1993 g.).

Недостатком является невысокое качество каучука. Известен способ управления производством бутилкаучука при сополимеризации изопрена и изобутилена в инертном растворителе в смесителе шихты, холодильнике, реакторах и дегазаторе с использованием контуров регулирования, состоящих из датчиков-контроллеров-клапанов расхода шихты, катализаторов, изопрена, изобутилена, инертного растворителя, пара, датчиков температуры и концентрации шихты, температуры в реакторах и дегазаторах, уровня и расхода этилена, подключенных к контроллерам. При управлении процессами задают концентрацию и температуры в реакторах и дегазаторах и корректируют расходы этилена, изопрена, пара воздействием на соответствующие клапана (Пат. РФ №2223284, С08F 210/12, G05D 27/00, 2004 г.).The disadvantage is the low quality of the rubber. A known method of controlling the production of butyl rubber during the copolymerization of isoprene and isobutylene in an inert solvent in a batch mixer, a refrigerator, reactors and a degasser using control loops consisting of sensor controllers, charge flow valves, catalysts, isoprene, isobutylene, an inert solvent, steam, temperature sensors and the concentration of the mixture, the temperature in the reactors and degassers, the level and flow rate of ethylene connected to the controllers. When controlling processes, the concentration and temperatures in the reactors and degassers are set and the flow rates of ethylene, isoprene, and steam are adjusted by the action of the corresponding valves (Pat. RF No. 2223284, C08F 210/12, G05D 27/00, 2004).

Недостатком указанного способа управления производством бутилкаучука является ограниченная область его применения, например, не ставилась задача получения модифицированных каучуков, что снижает ассортимент получаемых бутилкаучуков, не учитываются особенности процессов приготовления шихты, температурных режимов процессов сополимеризации и дегазации при регулировании, что ухудшает качество бутилкаучука и производительность оборудования.The disadvantage of this method of controlling the production of butyl rubber is its limited scope, for example, the task of producing modified rubbers was not set, which reduces the assortment of the obtained butyl rubbers, the features of the charge preparation processes, temperature conditions of copolymerization and degassing processes during regulation are not taken into account, which affects the quality of butyl rubber and equipment performance .

Задача направлена на повышение качества модифицированного и немодифицированного бутилкаучуков и производительности оборудования.The objective is to improve the quality of modified and unmodified butyl rubbers and equipment performance.

На решение поставленной задачи управления производством бутилкаучука, полученного сополимеризацией изопрена и изобутилена в инертном растворителе в присутствии катализатора, проводимой в установке, включающей смеситель, холодильник, реактор, дегазатор, которые соединены между собой трубопроводами с использованием контуров регулирования, состоящих из датчиков-контроллеров-клапанов расходов изопрена, изобутилена, инертного растворителя, шихты, катализатора, уровня и расхода хладагента в холодильник и в реактор и пара в дегазатор, датчиков температуры и концентрации шихты, температуры в реакторе и дегазаторе, подключенных к контроллерам с коррекцией расходов изопрена, изобутилена, инертного растворителя, хладагента и пара, дополнительно содержит коллектор подачи шихты, с помощью которого часть шихты используют на получение немодифицированного бутилкаучука, а другую часть - на получение модифицированного бутилкаучука, датчик общего расхода шихты, реактор, емкость для усреднения крошки каучука, емкость для растворения каучука для модификации и емкость для усреднения каучука для модификации, колонны отмывки солей и нейтрализации и дегазатор, соединенные между собой и коллектором подачи пульпы на агрегаты выделения и соответствующими трубопроводами с контурами регулирования расходов шихты и катализатора, усредненной крошки каучука и растворителя крошки каучука, раствора каучука для модификации и раствора модифицированного каучука, хладагента в реактор и пара в дегазатор; датчики расхода изопрена, модификаторов, воды на отмывку и датчики показателей отмывки солей и нейтрализации, подключенные к контроллерам; при этом задают общую нагрузку и соотношение производств модифицированного и немодифицированного каучука, отношение шихта - катализатор, зоны регулирования температуры в реакторах и дегазаторах, массовое соотношение модификатор - каучук и показатель непредельности каучука и корректируют соответственно расходы шихты и катализатора, хладагента, пара, растворителя крошки каучука, модификаторов и изопрена воздействием на клапана контуров регулирования расходов. При этом зона регулирования температуры реакции сополимеризации находится в диапазоне (-80) - (-100)°С и зона регулирования температуры в дегазаторах 85-90°С, а массовое соотношение модификатор-каучук составляет 1,1/1,3:98,9/98,7 для хлора и 2,8:97,2-5,2:94,8 для брома и показатель непредельности модифицированного каучука поддерживают в 1,5-2,2 мол.%.To solve the task of controlling the production of butyl rubber, obtained by copolymerization of isoprene and isobutylene in an inert solvent in the presence of a catalyst, carried out in an installation including a mixer, refrigerator, reactor, degasser, which are interconnected by pipelines using control loops consisting of sensor controllers, valves expenses of isoprene, isobutylene, inert solvent, charge, catalyst, level and flow rate of refrigerant in the refrigerator and in the reactor and steam in the degasser, dates temperature and concentration of the mixture, temperature in the reactor and degasser, connected to the controllers with the correction of the flow rate of isoprene, isobutylene, inert solvent, refrigerant and steam, additionally contains a charge supply collector, with which part of the charge is used to obtain unmodified butyl rubber, and the other part to obtain a modified butyl rubber, a sensor for the total charge flow rate, a reactor, a container for averaging rubber crumbs, a container for dissolving rubber for modification and a tank for averaging I am a rubber for modification, salt washing and neutralization columns and a degasser, connected to each other and to a pulp supply manifold to separation units and corresponding pipelines with charge and catalyst flow control circuits, averaged rubber crumb and rubber crumb solvent, rubber solution for modification and modified rubber solution refrigerant to the reactor and steam to the degasser; flow sensors of isoprene, modifiers, water for washing and salt washing and neutralization indicators connected to the controllers; at the same time, the total load and the ratio of production of modified and unmodified rubber, the charge-catalyst ratio, temperature control zones in reactors and degassers, the mass ratio of the modifier-rubber and the coefficient of unsaturation of the rubber are set and the charges of the charge and catalyst, refrigerant, steam, rubber crumb solvent are adjusted accordingly , modifiers and isoprene by influencing valve flow control loops. Moreover, the temperature control zone of the copolymerization reaction is in the range (-80) - (-100) ° C and the temperature control zone in the degassers is 85-90 ° C, and the mass modifier-rubber ratio is 1.1 / 1.3: 98, 9 / 98.7 for chlorine and 2.8: 97.2-5.2: 94.8 for bromine and the unsaturation index of the modified rubber is maintained at 1.5-2.2 mol%.

Система, реализующая способ управления производством бутилкаучука предусматривает передачу информации на верхний уровень управления предприятием.A system that implements a butyl rubber production control method provides for the transfer of information to the upper level of enterprise management.

Исследование производств бутилкаучука показало, что для улучшения физико-механических свойств резинотехнических изделий, например модуля и прочности резин при разрыве, повышения адгезии к металлу, снижения хладотекучести, необходимо производить галоидирование, добавляя хлор и бром в бутилкаучук.A study of the production of butyl rubber showed that in order to improve the physicomechanical properties of rubber products, for example, the modulus and strength of rubber at break, increase adhesion to metal, and reduce cold flow, it is necessary to carry out halogenation by adding chlorine and bromine to butyl rubber.

Предлагаемый способ управления позволяет получать модифицированные и немодифицированные бутилкаучуки, что экономит сырье, энергозатраты и повышает производительность оборудования.The proposed control method allows to obtain modified and unmodified butyl rubbers, which saves raw materials, energy consumption and increases equipment productivity.

Способ управления бутилкаучуком может быть использован при сополимеризации изобутилена с изопреном в инертном растворителе (изопентан, метилхлорид) в присутствии различных катализаторов, например Фриделя-Крафста и др.The butyl rubber control method can be used in the copolymerization of isobutylene with isoprene in an inert solvent (isopentane, methyl chloride) in the presence of various catalysts, for example, Friedel-Craft and others.

Ниже рассмотрен пример сополимеризации изобутилена с изопреном в инертном растворителе - метилхлориде.The following is an example of the copolymerization of isobutylene with isoprene in an inert solvent, methyl chloride.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема управления технологическими процессами производства бутилкаучука (показана одна технологическая линия). Способ управления поясняется фиг.1 и фиг.2.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a schematic diagram of the control of technological processes for the production of butyl rubber (one production line is shown). The control method is illustrated in figure 1 and figure 2.

Схема включает установку для получения модифицированного (галоидированного) и немодифицированного бутилкаучука и состоит из аппаратов и коллекторов 1-13. Исходные мономеры (изобутилен и изопрен) и инертный растворитель (метилхлорид) поступают в смеситель 1, откуда полученную шихту направляют в холодильник 2, и после охлаждения ее направляют в коллектор подачи шихты 3 и далее для получения немодифицированного каучука часть шихты направлют в реактор 4 и сополимер в дегазатор 5. Другую часть шихты используют для получения модифицированного каучука (в этот поток шихты предварительно дозируют дополнительно изопрен) и направляют в реактор 6, емкость усреднения крошки каучука 7, емкость для растворения каучука для модификации 8, куда также подают растворитель (нефрас). Далее в емкости усреднения каучука для модификации 9 смесь усредняют и добавляют в выходную линию модификаторы. Затем смесь каучука направляют в колонну отмывки солей 10, колонну нейтрализации 11 и далее модифицированный каучук поступает в дегазатор 12. После удаления растворителя и оставшихся мономеров пульпу каучука направляют в коллектор подачи пульпы 13, куда также подают пульпу немодифицированного каучука. Система с коллекторами 3 и 13 позволяет получать немодифицированный и модифицированный каучук.The scheme includes an installation for producing modified (halogenated) and unmodified butyl rubber and consists of apparatuses and collectors 1-13. The starting monomers (isobutylene and isoprene) and an inert solvent (methyl chloride) are transferred to mixer 1, from where the resulting charge is sent to the refrigerator 2, and after cooling it is sent to the charge supply manifold 3 and then, to obtain unmodified rubber, part of the charge is sent to the reactor 4 and the copolymer to the degasser 5. The other part of the mixture is used to obtain modified rubber (additional isoprene is pre-dosed into this mixture stream) and sent to the reactor 6, averaging capacity of the rubber crumb 7, the capacity for the solution Nia-modifying rubber 8, which also serves solvent (Nefras). Then, in the rubber averaging tank for modification 9, the mixture is averaged and modifiers are added to the output line. Then the rubber mixture is sent to the salt washing column 10, the neutralization column 11, and then the modified rubber enters the degasser 12. After removing the solvent and the remaining monomers, the rubber pulp is sent to the pulp supply manifold 13, where unmodified rubber pulp is also fed. The system with collectors 3 and 13 allows you to get unmodified and modified rubber.

Система управления процессами производства построена на базе контроллеров 14 и персональных компьютеров 15, которые связаны между собой двухстороней связью. В систему управления входят датчики контроля, подключенные к контроллерам, контуры регулирования 16-60, состоящие из датчиков-контроллеров-клапанов. Электрические линии связи датчиков и клапанов с контроллерами на чертеже условно не показаны. Система включает.The production process control system is built on the basis of controllers 14 and personal computers 15, which are interconnected by two-way communication. The control system includes control sensors connected to the controllers, control loops 16-60, consisting of sensor controllers, valves. Electric lines of communication of sensors and valves with controllers are not conventionally shown in the drawing. The system includes.

- контур регулирования расхода изопрена 16-14-17 (датчик 16, клапан 17, соединенные входом и выходом с контроллером 14, в дальнейшем в контурах регулирования контроллеры 14 условно не упоминаются);- isoprene flow control loop 16-14-17 (sensor 16, valve 17 connected by input and output to controller 14; hereinafter, controllers 14 are not conditionally mentioned in the control loops);

- контур регулирования расхода изобутилена 18,19 и инертного растворителя (метилхлорида) 20, 21;- a flow control loop of isobutylene 18.19 and an inert solvent (methyl chloride) 20, 21;

- контур регулирования уровня хладагента (пропана ) 22, 23 в холодильнике 2;- a circuit for regulating the level of refrigerant (propane) 22, 23 in the refrigerator 2;

- датчик температуры шихты 24, концентрации шихты 25 и датчик общего расхода шихты 26;- temperature sensor of the charge 24, the concentration of the charge 25 and the sensor of the total consumption of the charge 26;

- контур регулирования расхода шихты 27, 28 и катализатора 29, 30;- loop control flow of the charge 27, 28 and catalyst 29, 30;

- датчик температуры 31 в реакторе 4 и контур регулирования расхода хладагента (этилена) 32, 33;- a temperature sensor 31 in the reactor 4 and a refrigerant (ethylene) flow control loop 32, 33;

- датчик температуры 34 в дегазаторе 5 и контур регулирования расхода пара 35, 36;- a temperature sensor 34 in the degasser 5 and the steam flow control loop 35, 36;

- контур регулирования расхода шихты 37, 38 и катализатора 39, 40;- loop control flow of the charge 37, 38 and catalyst 39, 40;

- датчик температуры 41 в реакторе 6 и контур регулирования расхода хладагента 42, 43;- a temperature sensor 41 in the reactor 6 and a refrigerant flow control loop 42, 43;

- датчик расхода изопрена (регулятора непредельности каучука) 44;- isoprene flow sensor (rubber unsaturation regulator) 44;

- контур регулирования расхода усредненной крошки каучука 45, 46 и растворителя крошки каучука 47, 48;- a flow control loop of the averaged rubber crumb 45, 46 and the rubber crumb solvent 47, 48;

- контур регулирования раствора каучука для модификации 49, 50;- a rubber solution control loop for modification 49, 50;

- датчики расхода модификаторов (хлора и брома) 51, 52;- flow sensors of modifiers (chlorine and bromine) 51, 52;

- датчик расхода воды 53 на отмывку в колонне 10;- water flow sensor 53 for washing in the column 10;

- датчики показателей солей и нейтрализации 54, 55;- salt and neutralization indicators 54, 55;

- датчики регулирования расхода раствора модифицированного каучука 56, 57;- sensors regulating the flow rate of the solution of the modified rubber 56, 57;

- датчик температуры 58 в дегазаторе 12 и контур регулирования пара 59, 60.- a temperature sensor 58 in the degasser 12 and a steam control loop 59, 60.

Способ управления производством бутилкаучука осуществляют следующим образом:A method of controlling the production of butyl rubber is as follows:

- задают с компьютера 15 общую нагрузку и соотношение производств модифицированного и немодифицированного каучука;- set from the computer 15 the total load and the ratio of production of modified and unmodified rubber;

- задают начальное отношение «шихта - катализатор», катализатор при этом определяет начало сополимеризации мономеров;- set the initial ratio “charge - catalyst”, the catalyst in this case determines the beginning of the copolymerization of monomers;

- задают зоны регулирования температуры в реакторах 4 и 6 и в дегазаторах 5 и 12;- set the temperature control zones in reactors 4 and 6 and in degassers 5 and 12;

- задают соотношение «модификатор - каучук»;- set the ratio "modifier - rubber";

- задают показатель непредельности каучука.- set the indicator of unsaturation of rubber.

Вводят в контроллеры 14 информацию от датчиков 16, 18, 20, 22 24, 25, 26, 27, 29, 31, 32, 34, 35, 37, 39, 41, 42, 44, 45, 47, 49, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 58, 59. Определяют по информации датчика 18 расход изобутилена (контур регулирования 18, 19) и для заданного соотношения расходов «изопрен - изобутилен» расход изопрена (контур регулирования 16, 17); для заданного соотношения «изопрен - изобутилен - метилхлорид» изменяют расход метилхлорида (контур регулирования 20, 21), перемешивают компонеты исходной шихты в смесителе 1, контролируют концентрацию шихты по информации датчика 25 и направляют ее в холодильник 2, где шихту захолаживают до заданного значения с использованием датчика температуры шихты 24 и контура регулировния пропана 22, 23 и подают в коллектор подачи шихты 3. Контролируют общий расход шихты по информации датчика 26 и направляют шихту в аппараты в зависимости от заданного соотношения модифицированного и немодифицированного каучука.Information is input from controllers 14 from sensors 16, 18, 20, 22 24, 25, 26, 27, 29, 31, 32, 34, 35, 37, 39, 41, 42, 44, 45, 47, 49, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 58, 59. Isobutylene consumption (control loop 18, 19) is determined from the information of the sensor 18 and, for a given ratio of isoprene-isobutylene flow rates, isoprene consumption (control loop 16, 17); for a given ratio of "isoprene - isobutylene - methyl chloride", the methyl chloride consumption is changed (control loop 20, 21), the components of the initial charge in the mixer 1 are mixed, the concentration of the charge is controlled according to the sensor 25 and sent to the refrigerator 2, where the charge is cooled to a predetermined value with using the temperature sensor of the charge 24 and the control loop of propane 22, 23 and serves in the collector of the charge charge 3. Monitor the total charge flow according to the information of the sensor 26 and direct the charge to the devices, depending on the set accordingly making modified and unmodified rubber.

Часть шихты направляют в реактор 4 для получения немодифицированного каучука с использованием контура регулирования 27, 28, а также для начального отношения «шихта - катализатор» подают катализатор с использованием контура регулировния 29, 30. Контролируют температуру в реакторе 4 и для заданной зоны регулирования температуры корректируют расход хладагента (этилена) с использованием датчика температуры 31 и контура регулирования 32, 33. Затем подают раствор сополимера в дегазатор 5 (стадия дезактивации катализатора условно не показана) и для заданной зоны регулирования корректируют с использованием датчика температуры 34 и контура регулирования пара 35, 36. После удаления остаточных мономеров и растворителя (введение антиагломератора крошки каучука не показано) пульпу каучука направляют в коллектор подачи пульпы 13 и далее на агрегаты выделения немодифицированного каучука.Part of the charge is sent to the reactor 4 to obtain unmodified rubber using the control loop 27, 28, and for the initial charge-catalyst ratio, the catalyst is fed using the control loop 29, 30. The temperature in the reactor 4 is controlled and corrected for a given temperature control zone the flow rate of the refrigerant (ethylene) using the temperature sensor 31 and the control loop 32, 33. Then, the copolymer solution is fed to the degasser 5 (the stage of catalyst deactivation is not shown conventionally) and for this control zone is adjusted using a temperature sensor 34 and a steam control loop 35, 36. After removing the residual monomers and solvent (introduction of an anti-agglomerator of rubber crumb is not shown), the rubber pulp is sent to the pulp supply manifold 13 and then to the unmodified rubber separation units.

Другую часть шихты из коллектора 3 направляют для получения модифицированного каучука в реактор 6. Для этого для заданного значения непредельности каучука подают по информации датчика 44 изопрен. Для заданного начального отношения «шихта - катализатор» (с учетом дополнительной подачи изопрена) подают шихту и катализатор в реактор 6 с использованием контура регулирования 37, 38 и контура регулирования катализатора 39, 40. Для достижения заданной температуры в зоне реакции корректируют расход хладагента (этилена) с использованием датчика температуры 41 и контура регулирования 42, 43. Затем раствор сополимера направляют в емкость усреднения крошки каучука 7 для эффективного растворения крошки каучука. Далее влажную крошку каучука направляют для растворения в емкость 8 с использованием контура регулирования 45, 46 и для заданного соотношения «крошка каучука - растворитель» с использованием контура 47, 48 подают в емкость 8 растворитель (нефрас). Смесь перемешивают в течение заданного времени и направляют в емкость усреднения 9, где осуществляют циркуляцию раствора для избежания застойных зон и улучшения усреднения раствора по составу и таким образом подготавливают раствор каучука для галоидирования. Затем для заданного соотношения «модификатор - каучук» в трубопровод усредненного раствора сополимера на выходе емкости 10 по информации датчиков 51 и 52 подают из дозаторов (условно не показаны) растворы модификаторов (раствор брома или хлора в нефрасе), которые также корректируют в зависимости от заданного показателя непредельности каучука. Далее раствор (контур регулирования (49, 50) модифицированного каучука подают в колонну 10, куда подают по информации датчика 53 воду для смешивания с раствором каучука и выводом бромистоводородной кислоты или соляной кислоты. Качество отмывки контролируют по показателям рН 2-4 ед. с использованием информации датчика 54. Раствор отмытого модифицированного каучука затем поступает в колонну нейтрализатора 11, где контролируется датчиком 55. Показатель рН поддерживают в пределах 6-8 ед. (с использованием раствора едкого натра). Из колонны 11 раствор модифицированного каучука поступает в дегазатор 12 (с использованием контура регулирования 56, 57), где заданную зону регулирования температуры поддерживают с использованием датчиков температуры 58 и контура регулирования пара 59-60. После удаления остаточных мономеров и растворителя пульпу каучука подают в коллектор пульпы 13 и далее на агрегаты выделения.Another part of the charge from the collector 3 is sent to obtain a modified rubber in the reactor 6. For this, for the given value of the unsaturation of the rubber, isoprene is supplied according to the information of the sensor 44. For a given initial charge-catalyst ratio (taking into account the additional supply of isoprene), the charge and catalyst are fed into the reactor 6 using a control loop 37, 38 and a catalyst control loop 39, 40. To achieve a given temperature in the reaction zone, the flow rate of the refrigerant (ethylene) is adjusted ) using a temperature sensor 41 and a control loop 42, 43. Then the copolymer solution is sent to the averaging tank of rubber crumb 7 to effectively dissolve the rubber crumb. Next, the wet crumb of rubber is sent to dissolve in the tank 8 using the control loop 45, 46 and for a given ratio of "crumb rubber-solvent" using the loop 47, 48, solvent (nefras) is fed into the tank 8. The mixture is stirred for a predetermined time and sent to the averaging tank 9, where the solution is circulated to avoid stagnant zones and to improve the averaging of the solution in composition, and thus a rubber solution for halogenation is prepared. Then, for a given ratio “modifier - rubber”, solutions of modifiers (solution of bromine or chlorine in nephras) are supplied from batchers (conventionally not shown) to the pipeline of an averaged copolymer solution at the outlet of tank 10 according to the information of sensors 51 and 52, which are also adjusted depending on the given rubber unsaturation rate. Next, the solution (control loop (49, 50) of the modified rubber is fed into the column 10, where, according to the information of the sensor 53, water is supplied for mixing with the rubber solution and the output of hydrobromic acid or hydrochloric acid. The washing quality is controlled by pH values of 2-4 units using sensor information 54. The solution of the washed modified rubber then enters the column 11 of the catalyst, where it is monitored by the sensor 55. The pH is maintained within 6-8 units (using sodium hydroxide solution). rubberized rubber enters the degasser 12 (using the control loop 56, 57), where the specified temperature control zone is supported using temperature sensors 58 and the steam control loop 59-60. After removal of residual monomers and solvent, the rubber pulp is fed into the pulp collector 13 and further on allocation aggregates.

ПримерExample

- задают с компьютера 15 общую нагрузку 25375 кг/ч и распределяют в соотношении 2,34:1 для модифицированного (17707 кг/ч - галогенированного) и немодифицированого каучука (7568 кг/ч);- set the total load of 25375 kg / h from computer 15 and distribute it in a ratio of 2.34: 1 for modified (17707 kg / h - halogenated) and unmodified rubber (7568 kg / h);

- задают начальное отношение «шихта - катализатор», 0, 04;- set the initial ratio of “charge - catalyst", 0, 04;

- задают зоны регулирования температуры в реакторе 4 (-85)-(-86)°С и в реакторе 6 (-94)-(-99)°С;- set the temperature control zone in the reactor 4 (-85) - (- 86) ° C and in the reactor 6 (-94) - (- 99) ° C;

- задают зоны регулирования температуры в дегазаторе 5 85-87°С и в дегазаторе 12 85-90°С. При этом диапазоны регулирования температуры в реакторах (-80) - (-100)°С и в дегазаторах 85-90°С являются традиционными при получении модифицированного и немодифицированного каучука;- set the temperature control zone in the degasser 5 85-87 ° C and in the degasser 12 85-90 ° C. Moreover, the temperature control ranges in the reactors (-80) - (-100) ° C and in the degassers 85-90 ° C are traditional in obtaining modified and unmodified rubber;

- задают массовое соотношение «модификатор-каучук» 1,3:98,7 для хлора и 4,6:95,4 для брома;- set the mass ratio "modifier-rubber" of 1.3: 98.7 for chlorine and 4.6: 95.4 for bromine;

- задают непредельность модифицированного каучука 2% ± 0,15 мол.%;- set the unsaturation of the modified rubber 2% ± 0.15 mol.%;

- определяют по информации датчика 18 текущий расход изобутилена 6835 кг/ч и для заданного соотношения «изопрен - изобутилен» определяют расход изопрена 180 кг/ч, который устанавливают клапаном 16 (контур 16, 17);- determine from the information of the sensor 18 the current consumption of isobutylene 6835 kg / h and for a given ratio of "isoprene - isobutylene" determine the consumption of isoprene 180 kg / h, which is set by valve 16 (circuit 16, 17);

- для заданного соотношения «изобутилен-изопрен-метилхлорид» определяют расход метилхлорида, который устанавливают 19260 кг/ч (контур 20, 21). Полученную шихту в количестве 26275 кг/ч контролируют датчиком 25 и направляют в холодильник 2, где охлаждают ее с +1 до -42°С ( контур 22, 23 ).- for a given ratio of "isobutylene-isoprene-methyl chloride" determine the consumption of methyl chloride, which is set at 19260 kg / h (circuit 20, 21). The resulting mixture in an amount of 26275 kg / h is controlled by the sensor 25 and sent to the refrigerator 2, where it is cooled from +1 to -42 ° C (circuit 22, 23).

Часть шихты с использованием изобутилена = 1665 кг/ч, изопрена 47,7 кг/ч и метилхлорида = 5860 кг/ч (как 97,2 и 2, 8 мас.%, определяемое датчиком расхода шихты 26) направляют в реактор 4, где определяется его расход (контур 27, 28) и для начального отношения «шихта - катализатор» определяют расход катализатора как 0,04*1665=66,6 кг/ч (контур 29, 30, дозировка проводится на изобутилен). Температуру в реакторе 4 (-85)-(-86)°С поддерживают с использованием датчика температуры 31 и контура регулирования 32 и 33. Далее в дегазаторе 5 поддерживают 85-87°С с использованием пара, подаваемого по температуре 34, и датчиков пара 35, 36. Затем каучук подают в коллектор 13 и далее на агрегаты выделения (коллектор 13 имеет выход на другие агрегаты выделения).Part of the charge using isobutylene = 1665 kg / h, isoprene 47.7 kg / h and methyl chloride = 5860 kg / h (as 97.2 and 2.8% by weight, determined by the charge flow sensor 26) are sent to reactor 4, where its consumption is determined (circuit 27, 28) and, for the initial charge – catalyst ratio, the catalyst consumption is determined as 0.04 * 1665 = 66.6 kg / h (circuit 29, 30, dosage is carried out on isobutylene). The temperature in the reactor 4 (-85) - (- 86) ° C is maintained using a temperature sensor 31 and a control loop 32 and 33. Then, in the degasser 5, 85-87 ° C is maintained using steam supplied at a temperature of 34 and steam sensors 35, 36. Then the rubber is fed into the collector 13 and then to the separation units (the collector 13 has access to other allocation units).

Второй выход с использованием изобутилена = 4170 кг/ч, изопрена = 137 кг/ч и метилхлорида 13400 кг/ч (как 96,8 и 3,2 мас.%) используют для галогенированного бутилкаучука. Для этого перед входом в реактор 6 подают расход изопрена = 50 кг/ч (датчик 44). Затем для заданного отношения «шихта - катализатор» (контур регулирования 37, 38 и контур регулирования 39, 40) определяют расход катализатора как 0,04*4170=166,8 кг/ч (дозировка проводится на изобутилен). Температуру в реакторе 6 (-94)-(-99)°С поддерживают с использованием датчика 41 и контура регулирования 42, 43. Затем раствор сополимера перетекает в емкость усреднения крошки каучука 7, где усредняется раствор и через контур регулирования 45 и 46 направляется в емкость для растворения каучука для модификации 8, куда также направляется нефрас (контур регулирования 47, 48), где его усредняют при подаче 300 кг/ч изобутилена как 4,170*300=1251 кг/ч. Затем раствор сополимера, подготовленный к галогенированию (контур регулирования 49, 50), направляют в емкость усреднения каучука для модификации 9, где ее усредняют и добавляют модификатор - хлор, датчик 51, при 1,3 мас.% на изобутилен как 4170*0,013*0,8=43,4 кг/ч, где 80 мас.% - конверсия мономеров сополимеризации. Здесь также определяют бром (датчик 52). Кроме того, здесь также определяют непредельность каучука (2 мас.%), который корректируют по информации датчика 44. Затем в колонне отмывки солей 10, куда подают воду для нейтрализации соляной кислоты (раствор 53) (раствор определяется как рН 2-4 ед.) и далее в колонну 11 нейтрализации, где качество рН 7-8 ед. (при подаче раствора едкого натра). Потом по переточной линии (контур регулирования 56, 57) откачивают в дегазатор 12, заданную зону регулирования 85-90°С поддерживают с помощью датчика температуры 58 и контура регулирования пара 59, 60 и далее в коллектор 13 подачи пульпы на агрегаты выделения.The second yield using isobutylene = 4170 kg / h, isoprene = 137 kg / h and methyl chloride 13400 kg / h (both 96.8 and 3.2 wt.%) Is used for halogenated butyl rubber. To do this, before entering the reactor 6 serves isoprene flow rate = 50 kg / h (sensor 44). Then, for a given ratio “charge - catalyst” (control loop 37, 38 and control loop 39, 40), the catalyst flow rate is determined as 0.04 * 4170 = 166.8 kg / h (dosage is carried out on isobutylene). The temperature in the reactor 6 (-94) - (- 99) ° C is maintained using the sensor 41 and the control circuit 42, 43. Then the copolymer solution flows into the averaging tank of the rubber crumbs 7, where the solution is averaged and sent through the control circuit 45 and 46 to a container for dissolving rubber for modification 8, where nefras is also directed (control loop 47, 48), where it is averaged when feeding 300 kg / h of isobutylene as 4.170 * 300 = 1251 kg / h. Then the copolymer solution prepared for halogenation (control loop 49, 50) is sent to the rubber averaging tank for modification 9, where it is averaged and the modifier chlorine, sensor 51, is added at 1.3 wt.% On isobutylene as 4170 * 0.013 * 0.8 = 43.4 kg / h, where 80 wt.% Is the conversion of copolymerization monomers. Bromine is also detected here (sensor 52). In addition, rubber unsaturation (2 wt.%) Is also determined here, which is corrected according to the information of the sensor 44. Then, in the salt washing column 10, where water is supplied to neutralize hydrochloric acid (solution 53) (the solution is defined as pH 2-4 units. ) and further to the neutralization column 11, where the quality of the pH is 7-8 units. (when applying a solution of caustic soda). Then, along the transfer line (control loop 56, 57), they are pumped into the degasser 12, the specified control zone of 85-90 ° C is supported by a temperature sensor 58 and a steam control loop 59, 60 and then to the pulp supply manifold 13 to the extraction units.

Таким образом получаем галобутилкаучук ХБК-150 с производительностью 3445 кг/ч и непредельностью каучука 2,0 мол.% и БК-2080 с производительностью 1370 кг/ч и непредельностью каучука 1,6 мол.%.Thus, we obtain halobutyl rubber HBK-150 with a capacity of 3445 kg / h and a rubber unsaturation of 2.0 mol% and BK-2080 with a productivity of 1370 kg / h and a rubber unsaturation of 1.6 mol%.

Осуществляя раздельную подачу шихты и компонентов, производим модифицированный и немодифицированный бутилкаучук, добиваемся их совместного производства (либо раздельного) и таким образом получаем каучук ХЕК-139, 150 и ББК - 232, 239, 246 и БК - 1675, 2075, 2080.By carrying out a separate supply of the charge and components, we produce modified and unmodified butyl rubber, we achieve their joint production (or separate), and thus we obtain rubber ХЕК-139, 150 and ББК - 232, 239, 246 and БК - 1675, 2075, 2080.

Поддерживая в динамике процессы приготовления шихты, концентрации шихты и подготовляя процессы для приготовлении модифицированного и немодифицированного каучука, экономим расходы на приготовление шихты, сополимеризацию, дегазацию и выделение каучука, так внедрение с учетом затрат позволяет экономить до 5 млн. в год. Внедрение способа управления намечено во 2 кв. 2005 г. в г.Нижнекамске.By supporting the dynamics of the process of preparing the mixture, the concentration of the mixture and preparing the processes for preparing the modified and unmodified rubber, we save the costs of preparing the mixture, copolymerization, degassing and isolation of rubber, so the cost-based implementation saves up to 5 million per year. The implementation of the control method is scheduled for 2 square meters. 2005 in the city of Nizhnekamsk.

Claims (3)

1. Способ управления производством бутилкаучука, полученного сополимеризацией изопрена и изобутилена в инертном растворителе, в присутствии катализатора, проводимый в установке, включающей смеситель, холодильник, реактор, дегазатор, которые соединены между собой трубопроводами с использованием контуров регулирования, состоящих из датчиков-контроллеров-клапанов расходов изопрена, изобутилена, инертного растворителя, шихты, катализатора, уровня и расхода хладагента в холодильник и в реактор, и пара в дегазатор, датчиков температуры и концентрации шихты, температуры в реакторе и дегазаторе, подключенные к контроллерам с коррекцией расходов изопрена, изобутилена, инертного растворителя, хладагента и пара, отличающийся тем, что установка дополнительно содержит коллектор подачи шихты, с помощью которого часть шихты используют на получение немодифицированного бутилкаучука, а другую часть - на получение модифицированного бутилкаучука, датчик общего расхода шихты, реактор, емкость для усреднения крошки каучука, емкости для растворения каучука для модификации и емкость усреднения каучука для модификации, колонны отмывки солей и нейтрализации, и дегазатор, соединенные между собой и коллектором подачи пульпы на агрегаты выделения соответствующими трубопроводами с контурами регулирования, расходов шихты, катализатора, усредненной крошки каучука и растворителя крошки каучука, раствора каучука для модификации и раствора модифицированного каучука, хладагента в реактор и пара в дегазатор, датчики расхода изопрена, модификаторов, воды на отмывку и датчики показателей отмывки солей и нейтрализации, подключенные к контроллерам, при этом задают общую нагрузку и соотношение производств модифицированного и немодифицированного каучука, отношение шихта-катализатор, зоны регулирования температуры в реакторах и дегазаторах, массовое соотношение модификатор-каучук и показатель непредельности каучука, и корректируют соответственно расходы шихты и катализатора, расходы хладагента, пара, модификаторов и изопрена воздействием на клапана контуров регулирования.1. A method of controlling the production of butyl rubber, obtained by copolymerization of isoprene and isobutylene in an inert solvent, in the presence of a catalyst, carried out in an installation including a mixer, a refrigerator, a reactor, a degasser, which are interconnected by pipelines using control loops consisting of sensor controllers, valves expenses of isoprene, isobutylene, an inert solvent, charge, catalyst, level and flow rate of refrigerant to the refrigerator and to the reactor, and steam to the degasser, temperature sensors and the concentration of the mixture, the temperature in the reactor and the degasser, connected to the controllers with the correction of the flow rate of isoprene, isobutylene, an inert solvent, refrigerant and steam, characterized in that the installation further comprises a charge supply manifold, with which part of the mixture is used to produce unmodified butyl rubber, and the other part - to receive modified butyl rubber, a sensor for the total charge flow rate, a reactor, a container for averaging rubber crumbs, a container for dissolving rubber for modification, and a container unification of rubber for modification, salt washing and neutralization columns, and a degasser connected to each other and to the pulp supply collector to separation units by appropriate pipelines with control loops, charge flow, catalyst, averaged rubber crumb and rubber crumb solvent, rubber solution for modification and modified solution rubber, refrigerant to the reactor and steam to the degasser, flow sensors of isoprene, modifiers, washing water and indicators of salt washing and neutralization indicators, connected e to the controllers, while setting the total load and the ratio of production of modified and unmodified rubber, the charge-catalyst ratio, temperature control zones in reactors and degassers, the mass ratio of rubber-modifier and the coefficient of unsaturation of rubber, and respectively adjust the charge and catalyst consumption, refrigerant consumption , steam, modifiers and isoprene by influencing the valve control loops. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что зона регулирования температуры 6 реакторах находится в диапазоне -80 - (-100°С), зона регулирования температуры в дегазаторах 85-90°С, массовое соотношение модификатор-каучук составляет 1,1:98,9-1,3:98,7 для хлора и 2,8:97,2-5,2:94,8 для брома, и показатель непредельности модифицированного каучука 1,5-2,2 мол.%.2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature control zone of 6 reactors is in the range of -80 - (-100 ° C), the temperature control zone in degassers is 85-90 ° C, the modifier-rubber mass ratio is 1.1 : 98.9-1.3: 98.7 for chlorine and 2.8: 97.2-5.2: 94.8 for bromine, and the index of unsaturation of the modified rubber is 1.5-2.2 mol%. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что система, реализующая способ управления производством бутилкаучука, предусматривает передачу информации на верхний уровень управления предприятием.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the system that implements the method for managing the production of butyl rubber, provides for the transfer of information to the upper level of enterprise management.
RU2005115803/04A 2005-05-24 2005-05-24 Method of governing butyl rubber production RU2310666C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115803/04A RU2310666C2 (en) 2005-05-24 2005-05-24 Method of governing butyl rubber production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115803/04A RU2310666C2 (en) 2005-05-24 2005-05-24 Method of governing butyl rubber production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005115803A RU2005115803A (en) 2006-12-10
RU2310666C2 true RU2310666C2 (en) 2007-11-20

Family

ID=37665217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005115803/04A RU2310666C2 (en) 2005-05-24 2005-05-24 Method of governing butyl rubber production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2310666C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509089C2 (en) * 2011-11-14 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" Method of controlling polymerisation process when producing butyl rubber
RU2564442C2 (en) * 2014-02-11 2015-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Method of increasing efficiency of controlling butyl rubber production process

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509089C2 (en) * 2011-11-14 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" Method of controlling polymerisation process when producing butyl rubber
RU2564442C2 (en) * 2014-02-11 2015-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В. Лебедева" Method of increasing efficiency of controlling butyl rubber production process

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005115803A (en) 2006-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2317976C2 (en) Method of producing aqueous solution of acrylamide utilizing biocatalyst
CN102924285B (en) Preparation method of dimethyldiallylammonium chloride
CN109665991A (en) A kind of preparation method of anti-aging agent TMQ
PL153623B1 (en) Method of obtaining olefin polymers with a controlled flowing rate
CN101987900B (en) Synthetic method of special resin for polypropylene cast film
RU2310666C2 (en) Method of governing butyl rubber production
EP2853562A1 (en) Two-stage process for producing polypropylene compositions
CN107759717B (en) Method for quickly establishing ethylene polymerization/copolymerization reaction in gas-phase fluidized bed reactor
CN101775087B (en) Process method for producing polypropylene in double lines
US6569961B1 (en) Emulsion polymerization process and reactor for such a process
CN109806816A (en) A kind of chlorination reaction device of continuous round-robin method production
CN109593030A (en) A kind of α, the preparation method of alpha-single chloro acetophenone compounds
CN102030774A (en) Reaction process for producing ethyl chloride by using continuous chlorination process
CN108121387A (en) A kind of automatic driving of exothermal reaction process and optimal control method
JP4487598B2 (en) Polymerization method and polymerization apparatus
CN115028609B (en) Production process and device for continuously producing 5-hydroxymethylfurfural
CN105585465B (en) A kind of 3,3 dimethyl butyraldehyde preparation technologies and preparation facilities
US9475896B2 (en) Loop reactor providing an advanced production split control
CN106748628B (en) A kind of method that low temperature continuous chlorination prepares mixed-chlorotoluene
CN110483530A (en) A kind of methenamine production method of coproduction organic phosphorus corrosion inhibitor
CN110437051A (en) A kind of preparation method of aluminium acetylacetonate
CN109851654A (en) The method of pipeline reactor saponification extracting cholesterin from lanolin
CN219580522U (en) Polymerization device for producing polybutene-1
CN219996815U (en) Online monitoring device for components of chlorination kettle in phosphorus trichloride production process
CN114349904B (en) Industrial production method and device for polydiene in-kettle alloy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130525