SU1014836A1 - Способ управлени непрерывным процессом полимеризации изопрена - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ИЗОПРЕНА в каскаде реакторов путем стабилизации температуры в первом реакторе изменением расхода катализатора , отличающийс  тем, что, с целью снижени  расхода катализатора , измер ют температуру во втортел реакторе, определ ют перепад температуры между вторым и первым реакторами и максимизируют его изменением соотношени  компонентов катализатора. 2. Способ по п. 1, отли ча ющ и и с   тем, что изменение соотношени  компонентов катализатора осуществл i ют порционным введением одного из компонентов в готовый катализатор. (/) 4: 00 00 о Врем 

Description

Изобретение относитс  к автоматиэаини производства синтетического каучука и может найти применение в процессе полимеризации изопрена в каскаде реакторо Известен способ управлени  непрерывным процессом полимеризации диеновых мономеров, в том числе изопрена, в каскаде реакторов путем измерени  и стабилизации производной температуры попиме ризата в первом реакторе на заданном значении изменением расхода алюминийор панического компонента катализатора в зависимости от значени  этой производной С. Недостатком данногс) способа  вл етс  то, что при соотношении компонентов катализатора больше оптимального конверси  мономера в первом реакторе несколь ко больше, чем п.ри оптимальном соотношении , зато во втором реакторе намного меньше, поэтому концентраци  полимера во втором реакторе меньше,, чем при оптимальном соотношении компонентов катализатора. Поэтому дл  поддержани  концентрации полимера во втором реакторе тако$ же, как и при оптимальном соотношении компонентов ка тализатора, необходимо повышать температуру в нервом реакторе, следовательно, повышать расход катализатора. Кротле того со временем измен ютс  концентраци  и состав примесей в реакторе, которые реагируют с компонентами катализатора , что в свою очередь приводит к изменению соотношени  к(м«1понентов катализатора и новым кинетическим зависимост м , что делает невозможным выбор заданного значени  производной температуры в первом реакторе, соответствующей оптимальному соотношению компонентов катализатора. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ управлени  непрерывным процессом полимеризации изопрена в кас , каде реакторов путем стабилизации температуры в первом реакторе изменением . расхода катализатора С2. Однако указанный способ имеет также существенный недостаток, заключающийс  в повышенных расходах катализатора, так как со временем в реакторе измен ют с  концентраци  и состав примесей, которые реагируют с компонентами катализато ра, что в свою очередь, приводит к изменению соотношени  компонентов катализатора в реакторе и, в итоге, к увеличению расхода катализатора пди стабилизации температуры полимерна а та. Цель изобретени  - снижение расхода катализатора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу управлени  непрерывным процессом полимеризации изопрена в каскаде реакторов путем стабилизации температуры в первом реакторе изменением расхода катализатора, измер ют температуру во втором реакторе, определ ют перепад температуры между вторым и первым реакторами и максимизируют его изменением соотношени  компонентов катализатора . При этом изменение соотношени  компонентов катализатора осуществл ют порционным введением одного из компонентов в готовый катализатор. , На фиг. 1 приведены кинетические кривые изменени  конверсии изопрена во времени при различных соотношени х компонентов катализатора в периодическом реакторе (крива  1 - при оптимальном соотношении компонентов катализатора, крива  2 - при соотношении компонентов катализатора меньше оптимального круъа  3 - при соотнс дении компонентов больше оптимального); на фиг. 2 - блок-схема системы управлени , реализующей предлаг емыйспособ;нафиг .Э-экстремальна зависимость перепада температуры между вторым и первым реакторами и соотношением компонентов катализатора. Из фиг. 1 видно, что прк соотношении, компонентов катализатора больше оптимального , в начале процесса полимеризации конверси  изопрена, т.е. скорость процесса полимеризации, больше, чем при оптимальном соотношении компонентов, а затем она уменьшаетс . При соотношении компонентов катализатора меньше оптимального скорость процесса полимеризации всегда меньше, чем при оптимальном соотношении. Отсюда следует, что при стабилизации температуры полимеризата в первом реакторе каскада р еакторов в непрерывном режиме изменением расхода катализатора при соотношении компонентов катализаторов меньше оптимального температура во втором реакторе будет несколько меньше, чем при оптимальном, за счет увеличени  расхода катализатора в первый реактор, т.е. и перепад температур будет меньше, чем при оптимальном соотношении,-При соотношении компонентов катализатора больше оптимального температура во втором реакторе будет меньше, чем при оптимальном соотношении , за счет уменьшени  расхода катализатора , подаваемого в первый реактор дл  поддержани  в нем заданной температуры , т.е. перепад температуры будет меньше, чем при соотношении компонентов катализатора меньше оптимального, на ту же самую, абсолютную. величину отклонени  от оптимального соотношени  и еще меньше перепад температур по сравнению с п.ерепадс температур при оптимйльном соотношении. Отсюда следует, что перепад температур полимеризата между вторым и первым реакторами  вл етс  параметром, характеризующим соотношение компонентов катализатора, при этом оптимальное соотношение компонентов всегда характеризуетс  максимальным перепадом температуры между вторым и первым реакторами . Блок-схема (фиг, 1) включает полиме ризационные реакторы 1 и 2, трубопрово 3 подачи шихты (раствор изопрена в изо пентане), трубопровод 4 подачи катализа I тора-в первый реактор, емкость 5 с го- товым катализатором, трубопровод 6, по которому перекачиваетс  приготовленна  парти  катализатора в емкость 5, трубопроводы 7 и 8, по которым подаютс  соответственно алюминиевый и титановый компоненты катализатора в емкость 5 с готовым катализатором, трубопровод 9, по которому полимеризат из реактора 1 поступает в реактор 2, датчики 1О и 11 температуры попимеризата на выходе соответственно из первого и второго реакторов , регул тор 12 расхода катализатора в реактор 1, регулиру.ющий клапан 13 расхода катализатора,на трубопроводе 4, сумматор 14, регул тор 15 расхода алю миниевого и титанового компонентов, подаваемых в емкость 5 дл  коррекции соотношени  компонентов катализатора, а также регулирующие клапаны 16 и 17 на трубопроводах подачи соответственно алюминиевого и титанового компонентов. Система работает следующим образом. В реактор 1 подаетс  шихта по трубопроводу 3. По трубопроводу 4 в реактор 1 подаетс  катализатор из емкости 5. Температура полимеризата в реакторе 1 контролируетс  датчиком 10 и поддерживаетс  на заданном значении изменением расхода катализатора с помощью регул тора 12 и регулирующего клапана 13, установленного на трубопроводе 4. Температура полимеризата в реактор 2 контролируетс  с помощью датчика 11, Значени  текущих температур в реакторе 1 и 2 с датчиков Ю и 11 поступают на сумматор 14, где вычисл етс  перепад температур пс имеризата между вторым и первым реактором. Дапее вычисленное значение перепада температуры с выхода сумматора 14 поступает на регул тор 15, где сравниваетс  с предыдущим значением , перепада температур. В том случае, если значени  перепадов температур совпадают , с выхода регул тора 15 на клапаны 16 и 17, установленные на трубопроводах 7 и 8, управл ющее воздействье не поступает и соотношение компонентов катализатора в емкости 5 не измен етс . Если перепад температур уменьщилс , то например, на клапан 16 с регул тора 15 поступает управл ющее воздействие, клапан на определенное врем  открываетс  и через него по трубопроводу 7 в емкость 5 подаетс  алюминиевый компонент ката- . лизатора, вследствие чего увеличиваетс  соотношение компонентов. Затем через заданный промежуток времени, в сумматоре 14 вычисл етс  перепад температур полимеризата во втором и первом реакторах . С выхода сумматора 14 вычисленное значение перепада т.емйератур поступает на регул тор 15, где сравниваетс  со значением перепада температуры до из|Менени  соотношени  компонентов катализатора в емкости 5. Если перепад температур увеличилс , с выхода регул тора 15 на клапан 16 поступает управл ющее воздействие и через клапан 16 в емкость 5 с катализатором определенное врем  поступает алюминиевый компонент катализатора , еще увеличива  соотношение компонентов, после чего через заданный промежуток времени в сумматоре 14 вычисл етс  перепад температур поли 1еризата во втором и первом реакторах, С выхода сумматора 14 вычисленное значение перепада температур поступает на регул тор 15, где сравниваетс  со значением перепада температуры после предыдущего изменени  соотношени  компонентов катализатора в емкости 5. Если перепад температуры стал меньше, то С выхода регул тора 15 на клапан 17 поступает управл ющее воздействие и через этот клапан 17 в емкость 5 с катализатором определенное врем  поступает титановый компонент катализатора, после че- гр чераз заданный промежуток времени в сумматоре 14 вычисл етс  перепад температур полимеризата во втором и первом реакторах. С выхода сумматора 14 вычисленное значение перепада температур поступает на регул тор 15, где сравниваетс  со значением перепада температуры после предыдущего изменени  соотношени  компонентов катализатора. Если перепад температур возрос, с регул тора 15 на клапаны 16 и 17 управл ющее воздейсти1е не поступает и соотношение к« 1псиентов катализатора в емкости 5 не измен етс . Таким образом, путем добавок алюминиевого и титанов ог компонентов в емкбсти 5 поддерживаетс  оптимальное соотношение компонентов катализатора (фиГс 3), обеспечивакнцее максимальный перепад температур полимеризата между вторым и первым реакторами . Пример 1 (средний режим). Осу ществл ют непрерывней процесс полимери зации изопрена в каскаде из двух реакторов 1 и 2. В реактор .1 по трубопроводу 3 подают 30 т/ч шихты с концентрацией изопрена 15,0 мас.% температура щихты . В реактор 1 по трубопроводу 4 подают катализатор с оптик альным соотно- шением AC/TJ , поддержива  температуру полимеризата в нем 42°С с помощью дат чика 10, регул тора 12 и регулирующего клапана 13. Расход катализатора составл ет 10,7 кг/ч. Температуру полимеризата во втором реакторе 2 измер ют с помощью датчика 11. Она составл ет 52°С т.е. перепад температуры между реакторами 1 и 2 составл ет 1О°С, который вычисл; етс  на сумматоре 14. Содержание полимера в попимеризате Ю мас.%. Входе процесса полимеризации в шихте , -попадаемой по трубопроводу 3 в реактор 1, измен ютс  примеси, вследствие чего дл  поддержани  заданной температуры в реакторе 1 (42°С), контролируемой датчиком 10, требуетс  по трубопроводу 4 из емкости 5 с помощью регул тора 12 и регул ИРУ кшего клапана 13 подава-рь 1О,2 кг/ч катализе.ора, при этом в реакторе 2 устанавливаетс  температура 49,6°С, котора  контролируетс  с помощью датчика 11. На сумматоре 14 вычисл етс  перепад температур между реакторами 1 и 2, который равн етс 7,о С. Пойток4у с помощью регул тора 15 умень- щают соотношение компонентов катализатора на 0,05% добавл   в готовый катализатор в емкости 5 титановый компонент катализатора через регулирующий клапан 17 на трубопроводе 8. Дл  поддержани ,заданной температуры в реактор 1 () при помощи регул тора 12 устанавливают расход катализатора 1О,5 кг/ч, при этом температура в реакторе 2, контролируема  датчиком 11, устанавливаетс  50,. На сумматоре 14 вычисл етс  перепад теми 2, кото- ператур между реакторами 1 рый равн етс  8,5°С, Далее производ т вьш1еуказанные операции и наход т, что перепад температур между, ре акторами 1 и 2 равн етс  10°С, при этом расход катализатора в реактор 1 составл ет 1О,3 кг/ч. Средний расход катализатора B такдал режиме составл ет2,266 кг/т каучука. Пример 2 (контрольный). Аналогично примеру 1 осушествл ют непрер 1вный процесс полимеризации изопрена в каскаде из двух реакторов в том же режиме, но регулирование процесса пблимеризации осуществл ют только стабилизацией температуры .-.в реакторе 1 измен .ением в него расхода катализатора. Средний расход катализатора составл ет 2,385 кг/т каучука. Из примеров 1 и 2 видно, что при исользовании предлагаемого способа происходит снижение расхода катализатора на 0,12 кг/т каучука. Таким образом, благодар  использоанию предлагаемого способа снижагс  расхоа катализатора, кроме тоо , повышаетс  производительность дноРо каскада реакторов примерно а 5%.

AT

w..

9

S

76-0 . 0,96

{

сриг.З

lM 008 Aijji

Claims (2)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ИЗОПРЕНА в каскаде реакторов путем стабилизации температуры в первом реакторе изменением расхода катализатора, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода катализатора, измеряют температуру во второй реакторе, определяют перепад температуры между вторым и первым реакторами и максимизируют его изменением соотношения компонентов катализатора.

2. Способ поп. 1, от л и ча ю щ и й с я тем, что изменение соотношения компонентов катализатора осуществляют порционным введением одного из ком- g понентов в готовый катализатор.

SU .1014836

1014Θ36