RU2649039C1 - Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации стирола - Google Patents
Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации стирола Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649039C1 RU2649039C1 RU2017103032A RU2017103032A RU2649039C1 RU 2649039 C1 RU2649039 C1 RU 2649039C1 RU 2017103032 A RU2017103032 A RU 2017103032A RU 2017103032 A RU2017103032 A RU 2017103032A RU 2649039 C1 RU2649039 C1 RU 2649039C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- temperature
- reaction mixture
- increase
- control
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 title claims description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims description 5
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 7
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F112/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
- C08F112/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
- C08F112/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
- C08F112/06—Hydrocarbons
- C08F112/08—Styrene
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к автоматическим системам регулирования, и может быть использовано для поддержания температуры реакционной смеси химических реакторов-полимеризаторов. Система состоит из основного контура управления и канала упреждения. Основной контур обеспечивает стабилизацию температуры реакционной смеси внутри реактора-полимеризатора с помощью регулятора. Канал упреждения вырабатывает сигнал упреждения зависимости от изменения токовой нагрузки на асинхронный электродвигатель. Сигнал упреждения подается на элемент сравнения основного контура с целью обеспечения увеличения подачи хладагента в рубашку реактора-полимеризатора, избежав тем самым резкого возрастания температуры реакционной смеси, которая начинает увеличиваться за счет увеличения диссипации механической энергии на перемешивание. Технический результат заключается в улучшении качества управления технологическим объектом за счет изменения динамических свойств канала управления в зависимости от состояния объекта управления. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области систем автоматического управления. Оно может быть использовано при автоматизации работы полимеризационных реакторов, имеющих один или несколько контуров управления, подключаемых в зависимости от динамических характеристик объекта и особенностей возмущающего воздействия.
Процессы радикальной полимеризации являются одной из типовых технологий получения полимеров различного назначения. Данные процессы являются экзотермическими реакциями с явно выраженными нелинейными зависимостями, что приводит к возникновению различных проблем при управлении данными процессами.
Полимеризация стирола, протекающая по радикальному механизму инициирования, является типичным примером таких процессов. Характерной нелинейностью данного процесса является наличие гель-эффекта, который проявляется уже при степени конверсии равной 60%, что приводит к пиковому выделению тепла, которое может вывести реактор из устойчивого состояния, а также приводит к изменению параметров объекта управления (реактор-полимеризатор), которые также меняются при возникновении гель-эффекта.
Известен способ автоматического управления процессом суспензионной полимеризации путем регулирования температурного режима в зоне реакции в зависимости от величины отклонения значения измеренной температуры от заданного значения подачей теплоносителя и хладагента в рубашку реактора (Патент RU №93012620 А от 20.09.1996, МПК C08F 112/0).
Недостатком данного способа является отсутствие возможности воздействия на температуру с помощью изменения гидродинамического режима внутри реактора.
Способ управления процессом суспензионной полимеризации путем регулирования температурного режима в зоне реакции с помощью изменения подачи теплоносителя и/или хладагента в рубашку реактора, за счет изменения заданной скорости вращения мешалки реактора в дополнительном канале управления, которая корректируется в зависимости от рассчитанных по модели свойств реакционной среды (Патент RU №2534365 С2 от 24.04.2012, МПК G05B 15/00, C08F 10/00).
Недостатком указанного способа является необходимость построения адекватной математической модели изменения свойств реакционной среды.
В связи с вышеизложенным предлагается ввести канал упреждения, который в зависимости от изменения токовой нагрузки на асинхронный электродвигатель (АЭД) будет вырабатывать сигнал упреждения.
Цель предлагаемого изобретения - улучшение качества управления системы автоматического управления температурой процесса полимеризации за счет введения канала упреждения.
Система автоматического управления процессом радикальной полимеризации стирола с использованием канала упреждения изображена на фигуре 1.
Система состоит из основного контура управления и канала упреждения. В основном контуре управления системой, заданная температура реакционной среды ТЗД сравнивается с текущим значением температуры Т реакционной среды в элементе сравнения 5. Ошибка рассогласования εТ=(ТЗД-Т) поступает на вход регулятора 6 (RT), стабилизирующего температуру реакционной смеси внутри реактора Т. Регулятор 6 (RT) вырабатывает управляющее воздействие UT, которое подается на технологический объект управления (ТОУ) 7 в виде расхода хладагента, необходимого для поддержания заданной температуры реакционной среды внутри реактора Т. Текущее значение температуры реакционной среды внутри реактора Т в виде обратной связи поступает в элементе сравнения 5, тем самым замыкая основной контур управления.
Канал упреждения включает блок питания (БП) 2 асинхронного электродвигателя (АЭД) 4, который обеспечивает заданную скорость вращения мешалки реактора-полимеризатора, а также блоки математической модели (ММ) 1 и блок корректирующего устройства (КУ) 3.
Блоки 1 и 3 работают следующим образом: в момент, когда вязкость реакционной среды начинает значительно возрастать, токовый сигнал I на выходе 2 (БП) начинает значительно увеличиваться и в этот момент включается в работу блок 1 (ММ), который рассчитывает скорость изменения сигнала I и если он превышает заданное значение, то в блоке 3 (КУ) вырабатывается сигнала SK, который подается на элемент сравнения 5 основного контура с целью обеспечения увеличения подачи хладагента в рубашку реактора-полимеризатора, избежав тем самым резкого возрастания температуры реакционной смеси Т, которая начинает увеличиваться за счет увеличения диссипации механической энергии на перемешивание.
Отличительной особенностью данного способа управления является отслеживание изменения токовой нагрузки на 4 (АЭД) и на основании этого выработка корректирующего воздействия, в основной контур системы, что позволяет улучшить качество управления технологическим объектом и, как следствие, качество получаемого продукта.
Claims (1)
- Способ управления процессом суспензионной полимеризации путем регулирования температурного режима в зоне реакции с помощью изменения подачи хладагента в рубашку реактора-полимеризатора, отличающийся тем, что используется информация об изменении токовой нагрузки на асинхронный электродвигатель привода мешалки реактора для организации сигнала упреждения на регулятор основного канала управления, который рассчитывается с помощью математической модели динамики реактора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103032A RU2649039C1 (ru) | 2017-01-30 | 2017-01-30 | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации стирола |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103032A RU2649039C1 (ru) | 2017-01-30 | 2017-01-30 | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации стирола |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649039C1 true RU2649039C1 (ru) | 2018-03-29 |
Family
ID=61867252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017103032A RU2649039C1 (ru) | 2017-01-30 | 2017-01-30 | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации стирола |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649039C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669791C1 (ru) * | 2018-06-04 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU93012620A (ru) * | 1993-03-09 | 1996-09-20 | Узловское производственное объединение "Пластик" | Способ автоматического управления процессом суспензионной полимеризации стирола в производстве вспенивающегося полистирола |
| US20030171512A1 (en) * | 2000-12-04 | 2003-09-11 | Simon Mawson | Polymerization process |
| US20050267269A1 (en) * | 2004-05-20 | 2005-12-01 | Hagerty Robert O | Polymerization process |
| RU2534365C2 (ru) * | 2012-04-24 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" | Способ автоматического управления реактором синтеза суспензионной полимеризации стирола |
-
2017
- 2017-01-30 RU RU2017103032A patent/RU2649039C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU93012620A (ru) * | 1993-03-09 | 1996-09-20 | Узловское производственное объединение "Пластик" | Способ автоматического управления процессом суспензионной полимеризации стирола в производстве вспенивающегося полистирола |
| US20030171512A1 (en) * | 2000-12-04 | 2003-09-11 | Simon Mawson | Polymerization process |
| US20050267269A1 (en) * | 2004-05-20 | 2005-12-01 | Hagerty Robert O | Polymerization process |
| RU2534365C2 (ru) * | 2012-04-24 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" | Способ автоматического управления реактором синтеза суспензионной полимеризации стирола |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669791C1 (ru) * | 2018-06-04 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20190132571A (ko) | 자동 연속 온라인 모니터링을 사용한 중합체 반응 및 가공의 제어를 위한 시스템 및 방법 | |
| RU2649039C1 (ru) | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации стирола | |
| ES2020229B3 (es) | Procedimiento de polimerizacion controlada estereoespecifica de alfa-olefinas con isotacticidad preseleccionada. | |
| NO178790B (no) | Fremgangsmåte ved fremstilling av olefinpolymerer i en autoklavrektor | |
| CN112830995B (zh) | 一种碳纤维生产聚合反应的控制方法 | |
| RU2679221C1 (ru) | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации | |
| RU2669791C1 (ru) | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации | |
| JP4710345B2 (ja) | 反応器の温度制御方法及び反応器の温度制御装置 | |
| Trifkovic et al. | Model predictive control of a twin-screw extruder for thermoplastic vulcanizate (TPV) applications | |
| Erdoğan et al. | The effect of operational conditions on the performance of batch polymerization reactor control | |
| KR20010071277A (ko) | 연속 중합 공정의 온도 제어 시스템 | |
| RU2534365C2 (ru) | Способ автоматического управления реактором синтеза суспензионной полимеризации стирола | |
| RU2507556C2 (ru) | Управление реактором газофазной полимеризации | |
| RU2754804C2 (ru) | Способ автоматического управления реактором суспензионной полимеризации | |
| CN104865996A (zh) | 一种超临界水反应温度控制方法及装置以及超临界水反应器系统 | |
| Hvala et al. | Modelling and simulation of semi-batch polymerisation reactor for improved reactants dosing control | |
| JPS63242333A (ja) | 混練機の制御装置 | |
| RU2682173C1 (ru) | Способ проведения экзотермической каталитической реакции полимеризации в изотермическом режиме в газожидкофазном полунепрерывном реакторе смешения | |
| EP4230289A1 (en) | Emulsion polymerization management (epm) system by proportional heating/cooling and flow controlling for consistent product qualities | |
| JP5407041B2 (ja) | ポリマー粒子製造方法及びその重合装置 | |
| DE2612414A1 (de) | Steuerung von kontinuierlichen massepolymerisationsverfahren | |
| Joseph Schork | Design and Operation of Polymerization Reactors | |
| Khaustov et al. | Control over the process of thermo-oxidative degradation of polymers in a solution | |
| Ogunnaike et al. | Control of polymerization processes | |
| JPH03181330A (ja) | 反応装置の反応温度制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190131 |