SU1030369A1

SU1030369A1 - Method for controlling emulsion polymerization

Info

Publication number: SU1030369A1
Application number: SU823433479A
Authority: SU
Inventors: Тахмасиб Исмаил Оглы Исмаилов; Мовсум Алмамед Оглы Мехтиев
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1982-04-30
Publication date: 1983-07-23

Abstract

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭМУЛЬСИОННОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ в ба , тарёё последовательно установленных i V полимеризаторов при подаче инициато-ра и активатора в первый полимеризатор , заключающийс в изменении подачи инициатора в зависимости от конверсии мономеров, измеренной в головной части батареи, о тли ч аю щ и и с тем, что,с целью повышени точности стабилизации в зкости полимера по Муни, корректируют конверсию мономеров на выходе батареи полимеризаторов в зависимости от отношени скорости расходовани инициатора к скорости расходовани активатора , определ емого на выходе третьего полимеризатора батареи, при этом при увеличении указанного отношени включает в работу резервный (Л полимеризатор, а при уменьшении пр мо прсэторционально уменьшают температуры в полимеризаторах батареи. оо о со а соA METHOD FOR REGULATING THE PROCESS OF EMULSION POLYMERIZATION in the ba, the tare of sequentially installed i V polymerization agents when the initiator and activator is fed into the first polymerizer, consisting in changing the initiator feed depending on the conversion of monomers measured at the head of the battery by the fact that, in order to increase the accuracy of stabilization of the polymer Mooney viscosity, the conversion of monomers at the output of the polymer battery is corrected depending on the ratio of the initiator expenditure rate to the rate askhodovani activator as defined by the output of the third polymerizer battery, wherein when increasing said ratio includes a standby operation (A polymerizer, and decreases directly prsetortsionalno reduce battery temperature polymerizers. oo and with from about

Description

i , . Изобретение относитс к автоматй зации процессов полимеризации И мо жет быть использовано в промышленности синтетического каучука. Известен способ регулировани процесса полимеризации дивинила со стиролом, согласно которому расход инициатора измен ют в зависимости от расхода углеводородной шихты 1J. Однако данный способ Не обеспечи вает высокое качество полимера. Это объ сн етс .тем, что при изменении расхода инициатора по данному спосо не учитываютс конечные параметры n цесса. . Наиболее близким к изобретению п технической сущности вл етс спосо регулировани процесса эмульсионной полимеризации в батарее последовал Тельно установленных полимеризаторо при Подаче инициатора и активатора в Первый полимеризатор, заключающий с в изменении подачи инициатора в зависимости от конверсии мономеров, измеренной в головной части батареи (;2. Недостатком известного способа вл ютс ограниченные возможности в отношении повышени точности стабилизации в зкости полимера по Муни . Это объ сн етс тем, что он не учитывает изменение отношени ско .рости расходовани инициатора к скорости расходовани активатора в реакционной массе. ЗначИгельные изменени этого отношени могут приводить, с одной стороны, к ускорению таких реакций, как разветвление и сшивание полимерных цепей, а, с другой стороны, к уменьшению числа образовавшихс полимерных частиц на выходе третьего полимеризатора батареи (полимерные частицы образую с в первых трех полимеризаторах). Это отрицательно сказываетс на качестве получаемого полимера, так как изменение числа полимерных частиц в меньшую сторону увеличивает долю низкомолекул рных цепей в поли мере и наоборот. Известно, что в процессе полимеризации активатор взаимодействует с инициатором и уск р ет его распад, а это приводит . к образованию полимерных частиц. Чи ло же полимерных частиц определ ет качество выходного продукта. б9 3 , Целью изобретени вл ете пов1ышение точности стабилизации в зкости .полимера по Муни. Эта Цель достигаетс тем, что по Известному способу регулировани процесса эмульсионной полимеризации в батарее последовательно установленных полимеризаторов при подаче инициатора и активатора в первый полимеризатор , заключающемус в изменении подачи инициатора в зависумости от конверсии мономеров, измеренной в головной части батареи, корректирунзт конверсию мономеров на выходе батареи полимеризаторов в зависимости от отношени скорости расходовани инициатора к скоростей расходовани активатора, определ емого на выходе третьего полимеризатора батареи , при этом при увеличении указанного отношени включают в работу резервный полимеризатор, а при уменьшении пр мопропорционально уменьшают температуры в полимеризаторах бата;реи . , : . , На чертеже показана блок-схема. системы , реализующей данный способ. Система содер : ит основные поли- меризаторы 1; и 2,. резервный полимеризатор 3, трубопроводы I эмульсии 4, углеводородной шихты 5, активатора 6, инициатора 7) латекса 8 и 9 пр мого хладагента 10 и обратного хладарёнта 11, чувствительные элементы , расхода эмульсии 12, активатора 13 И инициатора 1, регул тор 15 расхода инициатора, регулирующий орган 1 б на трубопроводе 7, анализатор 1 конверсии мономеров, датчик 18 температурь в полимеризаторе Г, регул тор 19 температуры в полимеризаторе Т , регулирующий орган 20 на трубопроводе хладагента в поЛимеризаТо : ©/ датчик 21 температуры в полимерИ заторе 2, ре гул тор 2 3 те мпе ра туры в,.полимеризаторе 2i регулирующий орган.:22 на трубопроводе хладагента в поЛймеризаторе 2; датчик 2Л температуры в полимеризаторе 3, рёгул тор 25 температуры в полимерИ за торе3, регулирующий орган 2:6 на трубсэпроводе хладагента в полимеризаторе :3,-. анализатор 27 концентрации инициатора, анализатор 28 концентраций активатора, анализатор 29 конверсии мономеров на вь1Хрде полимеризационМой батареи, вычислительный блок 30, регул тор 31 конверсии мономеров на выходе полимеризационной батареи , переключатель 32, импульсный элемент 33, а также регулирующие органы .З и 35. Способ осуществл ют следующим образом .. . Батаре полимеризаторов на схеме УСЛОВНО представлена трем полимеризаторами 1-3. Полимеризатор 3 резерв ный. По трубопроводу на вход полимеризатора 1 подаетс эмульси , состо ща из углеводородной шихты, водной фахы и модификатора (последни на схеме не обозначены. В трубопровод А подаетс также по трубопроводу 6 активатор, а по трубопроводу 7 инициатор. Латекс по трубопроводам 8 и 9 (. мину резервный полимеризатор или из резервного полимеризатора , выводитс из цеха полимеризации, в от деление отгонки мономеров- от латек- са. Дл отвода тепла реакции полимеризации в полимеризаторы подают агент. Расход эмульсии измер етс чувствительным элементом 12, а расхо активатора - чувствительным элементом 13- Чувствительный элемент 1, регул тор 15 и регулирующий орган 16 об разуют контур регулировани расход инициатора. Заданием .дл регул тора расхода инициатора 15 вл етс выход ной сигнал анапизатора 17, пропорций ональный величине конверсии мономе . ров на выходе головного полимеризатора батареи. Конверси мономеров на выходе головного полимеризатора батареи измер етс анализатором 17. Температура в полимеризаторе Т измер етс датчиком 18 и регулируетс регул тором 19 с воздействием на регулирующий орган 20. Аналогично регулируетс температура и в полимеризаторах 2 3. Концентраци иницийтора и активатора на выходе треть его полимеризатора батареи ( на схеме условно показана после йпервого полиме риаатора) измер ет с соот ветствеИно анализаторами 27 и 28. Конверси мономеров На выходе по имеризационной батареи измер етс анализа тором 29. Система регулировани содержит вычислительный блок 30, ко входу которого подключень сигналы от датчиков 12-1 27 и 28, измер к щие текущие значени расхода эмульсии , активатора, инициатора, концент рации инициатора и активатора на выходе третьего полимеризатора батареи Первоначально вычислительный блок 0 рассчитывает врем преб5|вани еакционной смеси Г в первых трех олимеризаторах батареи как отношение уммы объемов первых трех полимериаторов батареи (.объемы всех полиеризаторов одинаковы на секундный асход эмульсии G ПЗалее определ етс скорость расходовани инициатора Уд: чу/ -(дцС)1 4эм-СУ , .., .., , ,. где Gj - расход инициатора на вхо/Г батареи полимеризэторов,измеренный чувствительным элементом CQ - концентр.аци исходного инициатора (задаетс ; С концентраци инициатора на выходе полимеризатора 1, измеренна с П1омощью анализатора 27. После этого находитс скорость расходовани активатора W : ; . ; где G . - расход активатора на вход батареи полимеризаторов, измеренный чувствительным Q элементом 13; Cjj - концентраци исходного а кт йвато ра ( за да ет с ); С - концентраци активатора на выходе полимеризатора 1, измеренна с помощью ; анализатора 28. алее находитс отношё:ниё р1гко- ости расходовани инициатора к корости расходовани активатора в ервых трёх -по имериза торах батареи отклонение его от номинала: И наконец, вычислительный блок 0в зависимости от найденного знаени др вырабатывает корректируюий сигнал регул тору 31При уменьшении выходного сигнала ычислительного блока 30 регул тор 1(при помощи переключател . 2) , оздействует на регул торы 19 и 22i,. This invention relates to the automation of polymerization processes and can be used in the synthetic rubber industry. A known method of controlling the polymerization process of divinyl with styrene, according to which the initiator consumption varies depending on the consumption of hydrocarbon charge 1J. However, this method does not provide high quality polymer. This is explained by the fact that when the flow rate of the initiator varies according to this method, the final parameters n of the process are not taken into account. . The closest to the invention of the technical nature is the method of regulating the emulsion polymerization process in a battery followed by carefully installed polymerization agents at the initiator feed and activator in the first polymerizer, which includes changing the initiator feed depending on the monomer conversion measured at the head of the battery (; 2. A disadvantage of the known method is the limited possibilities in terms of improving the accuracy of stabilization of the Mooney polymer viscosity. This is due to the fact that it does not take into account a change in the ratio of the initiator expenditure rate to the activator expenditure rate in the reaction mass. Valid changes in this ratio can lead, on the one hand, to acceleration of such reactions as branching and crosslinking of polymer chains, and, on the other hand, to a decrease in the number of polymer particles formed at the output of the third battery polymerizer (polymer particles form in the first three polymer filters). This adversely affects the quality of the polymer obtained, since the change in the number of polymer hours eggs in the lower side increases the proportion of low molecular weight chains in the poly extent and vice versa. It is known that in the process of polymerization the activator interacts with the initiator and accelerates its decomposition, and this results. to the formation of polymer particles. The same polymer particles determine the quality of the final product. B9 3, The aim of the invention is to increase the accuracy of the stabilization of the viscosity of the Mooney polymer. This goal is achieved by the fact that the Known method of regulating the emulsion polymerization process in a battery of sequentially installed polymerization agents when the initiator and activator is supplied to the first polymerizer, involves changing the initiator feed depending on the conversion of monomers measured at the head of the battery, correcting the conversion of monomers at the battery output polymerization agents, depending on the ratio of the rate of consumption of the initiator to the rates of consumption of the activator, determined at the output of thr The second battery polymerizer, while increasing the indicated ratio, includes a backup polymerizer, and with a decrease, the temperatures in the polymers of the battery are reduced proportionally; ,: The drawing shows a block diagram. system that implements this method. The system contains: it main polymerisers 1; and 2,. backup polymerization unit 3, pipelines I of emulsion 4, hydrocarbon charge 5, activator 6, initiator 7) latex 8 and 9 direct refrigerant 10 and reflux coolant 11, sensitive elements, emulsion consumption 12, activator 13 AND initiator 1, regulator 15 consumption of initiator regulator 1 b on line 7, analyzer 1 of monomer conversion, sensor 18 temperature in polymerizer G, regulator 19 temperature in polymerizer T, regulator 20 on the refrigerant pipe in LimerizTo: © / sensor 21 temperature in polymer 2, regulator Torus 2 3 temperatures in, polymerizer 2i regulator.: 22 on the refrigerant pipe in LYMARIZER 2; 2L temperature sensor in polymerizer 3, temperature regulator 25 in polymer1, torus 3, regulator 2: 6 on refrigerant pipe-conductor in polymeriser: 3, -. initiator concentration analyzer 27, activator concentration analyzer 28, monomer conversion analyzer 29 on all polymerization batteries, computing unit 30, monomer conversion controller 31 at the output of the polymerization battery, switch 32, pulse unit 33, and regulators .3 and 35. Method carried out as follows. The battery of polymerizers in the scheme is CONDITIONALLY represented by three polymerizers 1-3. Polymerizer 3 is reserve. The pipeline to the inlet of polymerizer 1 is supplied with an emulsion consisting of a hydrocarbon mixture, water feed and a modifier (the latter are not indicated in the diagram. Pipeline A is also fed through line 6 activator, and line 7 is initiated. Lineator 8 and 9 (9). The reserve polymerizer, or from a reserve polymerizer, is removed from the polymerization shop, and the monomers are separated from the latex. To remove heat from the polymerization reaction, an agent is supplied to the polymerization agents. The emulsion consumption is measured by sensitive elements. m 12, and the activator flow rate - sensitive element 13 - Sensitive element 1, regulator 15 and regulator 16 form the control loop for the flow rate of the initiator. Setting the flow control for the initiator 15 is the output signal of the anapiser 17, the proportions of the monomer conversion A ditch at the output of the battery's head polymerizer. The monomer converters at the output of the battery's head polymerizer are measured by the analyzer 17. The temperature in the polymerizer T is measured by the sensor 18 and is regulated by the regulator 19 with an effect on the regulator Lead body 20. Temperature in polymerisers 2 is similarly regulated. 3. The initiator and activator concentrations at the outlet are one third of its battery polymerization agent (in the diagram conventionally shown after the first polymerizer) measured with the corresponding analyzers 27 and 28. Conversion monomers At the output of the imerization battery measured by an analyzer 29. The control system contains a computing unit 30, to the input of which is connected signals from sensors 12-1 27 and 28, measuring the current values of emulsion consumption, activator, initiator, Oncentration of the initiator and activator radio sets at the output of the third battery polymerizer Initially, the computing unit 0 calculates the residence time of the reaction mixture G in the first three battery olimerizers as the ratio of the volumes of the first three battery polymerizers (the volumes of all polymerizers are the same for the second emulsion G emissivity. expenses of the initiator Ud: chu / - (dsS) 1 4em-SU, .., ..,,,. where Gj is the flow rate of the initiator per inlet / G of the battery of polymerizers, measured by the sensitive element CQ - concentration of the initial initiator (specified; C is the initiator concentration at the output of polymerization unit 1, measured with P1 using the analyzer 27. After this, the rate of consumption of the activator W:;;; where G. is the flow rate of the activator to the input of the polymer battery, measured by the Q sensitive element 13, Cjj is the concentration of the original ayvatora (gives c); C is the concentration of the activator at the polymerization outlet 1, measured using; A 28. Next, the ratio of the expenditure of the initiator to the rate of expenditure of the activator in the first three battery simulators deviates from the nominal: And finally, the computing unit 0, depending on the found value, produces a correction signal to the regulator 31 When the output signal decreases Computational unit 30, controller 1 (using switch 2), operates on regulators 19 and 22

- юзозбэ 6 - yuzozbe 6

температуры, а при увеличении сигна- циатора к скорости расходовани актила регул тор 31 подключает резервный ватора, определ емого на выходе треполимеризатор 3 путем открыти регу- тьего полимеризатора батареи. Этоtemperature, and with an increase in the indicator to the rate of depletion of the actila, the controller 31 connects a backup vator, determined at the output of the breaker 3, by opening the regulator of the battery polymerization unit. it

лирующего органа 35 и закрыти р гу-обеспечивает повышение точности сталирукицего органа 3. 5билизации в зкости полимера по Myни.of the body 35 and the closure of the reg-provides an increase in the accuracy of the steel hand organ 3. 5the visibility of Mooney’s polymer viscosity.

Таким .образом, заданное значение нажном произво{ стве средней мощностиThus, the setpoint value of the average power

конверсии мономеров на выходе поли-позволит уменьшить среднеквадратимеризационной батареи по предлагаемо-. ческое отклонение в зкости полимераconversion of monomers at the poly output will make it possible to reduce the RMS battery by the proposed- polymer viscosity deviation

му способу измен етс от отклонени Юпо Муни на 50| по отношению к известотношени скорости расходовани ини-ному способу.This method changes from Yupo Muni's rejection by 50 | in relation to the lime of the rate of expenditure in the original method.

Реализаци способа на крупнотонThe implementation of the method on krupnoton

Claims

METHOD FOR REGULATING THE EMULSION POLYMERIZATION PROCESS in ba ··. a series of sequentially installed polymerizators when the initiator and activator are fed into the first polymerizer, which consists in changing the initiator supply depending on the conversion of monomers measured in the head of the battery, which is different in order to increase the accuracy of stabilization of the polymer viscosity by Mooney, they adjust the conversion of monomers at the output of the polymerization battery depending on the ratio of the initiator expenditure rate to the activator expenditure rate determined at the output of the third polymerization and battery, while with an increase of this ratio includes the backup job polymerizer and a decrease in direct proportion to reduce the temperature of the battery polymerizers.

.. 2 ...

The aim of the invention is to improve the accuracy of stabilization of the viscosity of the polymer according to Mooney.

This goal is achieved by

5 to a known method for controlling the process of emulsion polymerization in a battery of sequentially installed polymerizers when the initiator and activator are fed into the first “10 polymerizer, which consists in changing the initiator supply depending on the monomer conversions measured in the head of the battery, the monomer conversion is adjusted at the output

1 1030369 ¹