SU1100282A1 - Способ управлени процессом наращивани в зкости поливинилхлоридного пластизол - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАРАЩИВАНИЯ ВЯЗКОСТИ ПОДИВИНИПХЛОРИДНОГО ПЛАСТИЗОЛЯ путем регулировани  конечной температуры смеси в зависимости от в зкости пластизол , отличающийс  тем, что, с целью сокращени  энергозатрат,приготовленную смесь перемешивают определенное врем , нагревают до определенной температуры, разбивают процесс на минимальное число временных интервалов , при котором ошибка определени  в зкости пластизол  по времени перемешивани  и температуре не превышает определенного значени , измер ют в зкость и температуру пластизол  в начале каждого интервала, прогнозируют температуру в конце интервала в зависимости от измеренной в зкости и заданной в зкости в конце интервала и определ ют скорость измерени  температуры по измеренной температуре в 1гачале данного интервала и прогнозируемой температуре в конце этого интервала. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что скорость измерени  температуры в интервалах повьппени  температуры регулируют числом оборотов мешалки, а на интервалах понижени  температуры - скоростью подачи хдадагента.

Description

to

00

to Изобретение относитс  к автоматизации управлени  технологическими процессами химических производств, а именно к управлению технологическим режимом наращивани  в зкости поливинилхлоридного пластиэол  при про изводстве винипора, и может быть использовано в химической промышленнос ти. Известен способ управлени  процессом перемешивани  в реакторе полунепрерывного действи  путем регулировани  скорости перемешивани  в зависимости от в зкости перемешиваемой среды, регулировани  подачи хладагента и корректировки скорости подачи дозируемого компонента L13. Недостатком данного способа управ лени   вл етс - то, что образующа с  в результате перемешивани  теплова  энерги  не используетс  дл  нагрева перемешиваемой среды, а компенсирует с  изменением скорости подачи хладагента . Кроме того, корректировка рас-25 сом

хода дозируемых компонентов при Производстве винипора приводит к изменению физических свойств готового продукта (объемного веса, пределов прочности при раст жении и сжатии, относительного удлинени  при раст жении), снижа  его эксплуатационные качества. Известен сПособ управлени  перемешиванием в реакторах периодического р полунепрерывного действи  путем изменени  скорости вращени  мешалки в зависимости от в зкости перемешиваемой среды и подачи теплоносител  в рубашку дл  повьш1ени  температуры 23. Недостатком данного способа управ лени  fipoyeccoM перемешивани  в реак торах периодического .и полунепрерывного действи   вл етс  то,что исполь зование теплоносител  дл  повьштени  температуры в процессе наращивани  в зкости приводит к образованию ороговевшей пленки (нароста) на внутрен них стенках реактора, что вызывает загр знение перемешиваемой массы кусочками ороговевшей пленки, а также увеличение энергозатрат за счет ухудшени  теплопередачи. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ управлени  процессом наращивани  ВЯЗКОСТИ поливинилхлоридного пластизол  путем регулировани  конечной температуры смеси.в зависимос ти от в зкости пластизол  С31.

хлоридного пластизол  путем регулировани  конечной температуры смеси в зависимости отв зкости пластизол , . приготовленнзпо смесь перемешивают определенное врем , нагревают до определенной температуры, разбивают процесс на минимальное число временных интервалов, при котором ошибка определени  в зкости пластизол  по времени перемешивани  и температуре не превьШ1ает определенного значени , измер ют в зкость и температуру пластизол  в начале каждого интервала, прогнозируют температуру в конце инНедостатком известного способа  вл етс  повьш1ение энергозатрат. Это . объ сн етс  тем, что данньй способ не обеспечивает заданного времени технологического цикла (увеличивает его), так как необходимо .многократно повтор ть процесс перемешивани  пластизол , измен   его конечную температуру . Увеличение времени приготовлени  массы пластизол  с заданной в зкост вызывает увеличение энергозатрат, кроме того, снижает производительность технологической линии за счет просто  оборудовани , расположенного на последующих стади х за смесителем наращивани  в зкости пластизол . Данный способ не предусматривает выбора коррекции температурнр-временного режима наращивани  в зкости пластизол . Цель изобретени  - сокращение энергозатрат. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе управлени  процес- наращивани ,в зкости поливинйлтервала в зависимости от измеренной вЯзкос-ги и заданной в зкости в конце интервала и определ ют скорость изменени  температуры по измеренной температуре в начале данного интервала и прогнозируемой температуре в конце этого интервала. Кроме топо, скорость изменени  температуры в интервалах повьш1ени  температуры регулируют числом оборотов мешалки, а на интервалах понижени  температуры - скоростью подачи хладагента . Способ управлени  базируетс  на использовании статистических характеристик процесса дл  выбора температурно-временного режима наращивани  в зкости. Точность используемых приборов позвол ет осуществл ть контроль параметров в жестком интервале. Дл . решени  задачи прогнозировани  температуры в конце интервала, в соответствии с результатами обработки статистических данных весь процесс наращивани  в зкости разделен на четыре временных интервала. Пбрвый и второй интервалы соответствуют повышению температурной смеси. При выборе длительности первого временно го интервала учитываетс  необходимость наиболее раннего времени введени  коррекции режима, а также получение достоверных данных, показывающих тенденцию развити  процесса наращивани  в зкости. Статистическа  обработка данных показывает, что через 20-22 мин перемешивани  и конечной температуре 20-20,1 °С отклонени в зкости конкретной партии смеси лежит в пределах 13-14% от вреднего значени , что позвол ет вычислить температурно-временной режим второго интервала, завершение которого, как правило, совпадает с окончанием нагрева . Деление оставшегос  времени на третий и четвертый интервалы обуслав ливаетс  закономерност ми нарастани  в зкости пластизол  на основе ПВХсмолы , которые характеризуютс  на третьем интервале резким возрастание в зкости примерно в 2-2,5 раза, а на четвертом интервале медленным ростом примерно на 14- 15%. Указанное . деление на временные интервалы подтверждаетс  минимальными ошибками уравнений регрессии (0,03-0,60 Па-с) полученных при статистической обработке экспериментальных данных. Пример . Провод т управление наращиванием в зкости по предлагаемому способу. Дл  чего используют смесь эмульсионной .ПВХ-смолы марки Волговинил Е-66П 100 вес.ч. пласти фикатор ДБФ 53 вес.ч. и пластификатор ДАФ-789 31 вес.ч. Предварительно дл  получений урав нений регрессии провод т серию опытов со смес ми указанного сосд-ава и использованием крмпон.ентов одинаковы партий, в которых измер ют врем  перемешивани  и в зкость смеси при првьш1ении температуры от 20 до 30 ° С и понижении от 30 до 20 °С. В резуль тате обработки результатов установлено , что среднее рем  наращивани  в зкости пластизол  равно 220 мин, а наименьшие ошибки уравнени  регрес сии получены при делении на интервалы 0-20, 20-85, 85-150 и 150-220 мин. Кроме того, установлено, что абсолютное значение в зкости в конце 1,2 и 3 интервалов (начало 2, 3 и 4 интервалов ) вьфажаетс  через конечное значение- в зкости зависимостью где i|.j. - в зкость пластизол  в конце интервалаki - нормирующий коэффициент данного интервала; l-kOH значение в зкости пластизол  в конце процесса наращивани , . Дл  указанного состава смеси коэффициент К имеет значени  0,4, 0,5,- , 0,85 с точностью ± 5% на 20,85 и 150 мин процесса наращивани  в зкости от начала перемешивани  соответственно . Уравнени  регрессии дл  прин тых временных интервалов .имеют вид г/120 1,004 (1,167 - 0,0131t + + 0,00015 ) (2,535 - 0,13 Т + + 0,00306 TO t/l85 (0,2149 + 00955) ( 6,528 - 0,39 Т + 0,00657T2) l/11go 1,0048 (-0,2466 + 0,01294t-«+ 0,0000t2)(1,741 - 0,6219Г + + 0,00127 ТО, где 2.о, g , -измеренные значени  в зкости в начале 2, 3 и 4 интервалов} - текущее значение в зкости на соответствующем интервалеJ Т - температура; -t - врем . Приготовленную смесь перемешивают 20 мин, регулиру  скорость перемешивани  так, чтобы температура пластизол  достигла 20 ° С, измер ют в зкость ластизол . По заданному значению  зкости пластизол  в конце- процесса наращивани  в зкости и коэффициенту ki вычисл ют значение в зкости в онце интервала.. По уравнению регрессии , длительности интервала, вычисенному значению в зкости в конце инервала и измеренной в зкости в начае интервала рассчитывают необходиую в конце интервала температуру.

По разности температур в конце и в начале интервала и длительности интервала вычисл ют скорость изменени  температуры на данном интервале. По скорости изменени  температуры рассчитывают контрольные значени  температуры в нескольких точках внутри интервала и производ т ее регулирование в соответствии с вьгчисленными значени ми. На, интервалах иовьшени  температуры при разности измеренной температуры и ее контрольного значени  больше О уменьшаетс  число оборотов двигател  мешалки, при указанной меньше О число оборотов двигател  мешалки увеличиваетс . На интервалах понижени  температуры смеси, когда прогнозируема  температура в конце интервала меньше измеренной в начале интервала, в рубашку смешени  подают хлодагент и регулирование осуществл ют изменением скорости подачи хладагента. При разности измеренной температуры и контрольной больше О скорости подачи хладагента увеличиваетс , при меньше О - умёньшаетс . Перемешивание на этих временных интервалах осуществл етс  периодически со средней скоростью 3-4 об/мин.i В результате завершени  процесса наращивани  в зкости за врем  220 мин получают пластизоль с в зкостью 8,7 Па-с, при заданном конечном значении 8,5 Па-с. Управление Процессом наращивани  в зкости по предлагаемому способу осуществл етс  при исходной температуре пластизол  t7,2 С Перемешивание провод т со скоростью 176 об/мин с периодическим измерением температуры через 5 мин.

Температурно-временной режим в иутервале 0-20 приведен в табл. 1.

Через 20 мин после начала перемешивани  измеренное значение в зкости

П.2о .01 Па.с.

Расчетное значение в зкости через 85 мин перемешивани  ,.и 4,25 Па-с. Отсюда отношение,

1,059.

Расчетное значение Tgs 23 С. Температуру пластизол  измер ют с интервалом 10 мин.

Температурно-временной режим в интервале 20-80 мин приведен в табл. 2.

Через 85 мин после начала перемешивани  измеренное значение в зкости les иэм 6 Па, с.

Расчетное значение в зкостиv 0,85, Чкон 7,23 Па.с, откуда отношение ,85 1,57. Расчетное значение Т о 29 °С, врем  перемешивани  i 148 мин. Температуру измер ют с интервалом 10 мин.

Температурно-временной режим в интервале 85-150 мин приведен в табл. 3.

Через 150 мин измеренное значение в зкости Па-с. Расчетное

значение )1220/ 150 Ы48, расчетные

21 с 220 мин

П4О ч1. ГЛ

значени  Т

кон

Температуру измер ют с интервалом 10 мин.

Температурно-врекенной режим в интервале 150-220 мин приведен в табл. 4.

При управлении процессом наращивани  в зкости известным способом на базе тех же исходных компонентов и рецептуры получают в зкость 9 Па.с при 20° С за 225 мин.

Температурно-временной режим по известному способу приведен в табл.5

Введение в известньй способ управлени  процессом наращивани  в зкости пластизол  при производстве винипора коррекции температурно-временного режима процесса обеспечивает достижени  заданного значени  в зкости за оптимальньй промежуток времени 220 мин.

Выбор первого временного интервал длительностью 20-22 мин и доведение температуры массы до 20-20,1 С обеспечивают строго определенные тенденции развити  процесса наращивани  в зкости данной партии и определени  режима коррекции на следующем интервле .

Посто нна  длительность процесса обеспечивает посто нство производительности технологической линии за счет полного использовани  оборудовани .

«

Нагревание смеси за счет энергии внутреннего трени , возникающей при перемешивании пластизол , обеспечивает очистку внутренних стенок смесител  от ороговевшего сло , так как тепло, возникающее от трени  пластизол  с мешалкой и стенками смесител , а так же от трени  смежных слоев пластизол , равномерно распредел етс  в массе пластизрл , не создава  перегрева на стенках смесител .

1002828

1 .1

то приводит к улучшению теплового личить объем вьтуска продукции в пебмена при охлаждении смеси, улучшересчете условно на винипор марки Д :ию материального баланса, повышению на 23,9%. :ачества пластизол , обеспечива  его инородность (отсутсвие обломков оро- 5

овевшего сло  в массе пластизол ). Использование дл  нагрева смеси рименение предлагаемого способа уп- энергии в зкостного трени  обеспечиавлени  наращивани  в зкости упроща- вает достижение необходимой темпе;т и сокращает регламентные работы ратуры пластизол , позвол ет операla счет исключени  необходимой очист-ю тивно управл ть нагревом,, а так же ;и внутренней поверхности смесител , снизить энергетические затраты на увеличиваетс  срок его эксплуатации. перемешивание на 20%.

Врем  перемешивани , мин

П о

5 1 10 « I 15 I 20

Расчетна 17,918,619,320

:)актическа 17,318,919,2 20,1

Примечан ие. Дл  соблюдени  расчетного температурного режима после мин перемешивани  двигатель мешалки отключают на 1 мин.

Г,с Врем  перемешивани , мин

30 40 50 60 70 80

асчетна 20,5821,0721,5522,0322,52 23,0

Фактическа 20,5721,021,622,122,623,2

Примечание. Дл  соблюдени  расчетного температурного режима дви атель мешалки включают, на 1,5 мин с игРгервалом 8,5-мин.

Т, °СВрем  перемешивани , мин

90 100 110 120 130 140 148

Расчетна  24,03 24,86 25,68 26,51 27,34 28,17 29,0 Фактическа  23,8 25,1 25,7 26,4 27,2 28,0 28,9

Внедрение способа позвол ет увеТ а б л и ц а 1

Таблица 2

ТаблидаЗ

Примечание. шалки включают на 2 мин Дл  соблюдени  температурного режима двигатель ме40 с с интервалом 7 мин 20 с.

Claims (2)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАРАЩИВАНИЯ ВЯЗКОСТИ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНОГО ПЛАСТИЗОЛЯ путем регулирования конечной температуры смеси в зависимости от вязкости пластизоля, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат,приготовленную смесь перемешивают опреде ленное время, нагревают до определенной температуры, разбивают процесс на минимальное число временных интервалов, при котором ошибка определения вязкости пластизоля по времени перемешивания и температуре не превышает определенного значения, измеряют вязкость и температуру пластизоля в начале каждого интервала, прогнозируют температуру в конце интервала в зависимости от измеренной вязкости и заданной вязкости в конце интервала и определяют скорость измерения температуры по измеренной температуре в начале данного интервала и прогнозируемой температуре в конце этого интервала.

2. Способ по п. ^отличающийся тем, что скорость измерения температуры в интервалах повышения температуры регулируют числом оборотов мешалки, а на интервалах понижения температуры - скоростью подачи хладагента.

SU ,.,.1100282

1 1100282