тализатора измен етс по в зкости полимера по 1уни, средн величина расхода катализатора - по степени 1273364 конверсии мономера, период колеба- ни - по времени пребывани реакцион- ной массы в аппарате). 2 илthe catalyst varies in viscosity by polymer per unit, the average amount of catalyst consumption is in the degree of 1273364 monomer conversion, the period of oscillation is in the residence time of the reaction mass in the apparatus). 2 yl
Изобретение относитс к автоматизации процессов полимеризации сопр женных диенов и может быть использовано в производстве синтетических каучуков. Целью изобретени вл етс уменьшение удельных расходов мономера и катализатора. На фиг.1 представлена блок-схема системы управлени , с помощью которой реализуетс предлагаемый способ. Система состоит из первого 1 и последнего-2 реакторов батареи (промежуточные реакторы на схеме не показаны ) , управл ющей вычислительной машины (УВМ) 3, смесител 4, контура регулировани расхода катализатора , состо щего из датчика 5, регул тора 6, клапана 7, контура регулировани расхода реакционной массы, состо щего из датчика 8, регул тора 9, клапана 10, а также датчика 11 конверсии и датчика 12 в зкости по Муни На фиг.2 приведен пример воздействи на расход катализатора по ступенчатому периодическому колебательному закону В + (-if А I I td+l) I ; 1 О, 1, 2, 3,..., где t -врем , ч; G -расход катализатора, кг/ч; В -средн величина расхода катализатора , кг/ч; Т -период колебани , ч; А -амплитуда колебани , кг/ч. Повьппа среднее значение расхода катализатора, в аппарат подаетс большее количествоактивных центров, интенсивнее идет процесс полимеризации , повышаетс конверси мономера до оптимального (наибольшего) значени . Измен амплитуду колебани рас хода катализатора при неизменной средней величине катализатора, в аппарат можно подавать то большее, то меньшее количество активных центров, поэтому одновременно в аппарате образуютс фракции полимера то с меньшими , то с большими молекул рными весами , что в свою очередь позвол ет получать полимер с широким или узким молекул рномассовом распределением (большей или меньшей полидисперсностью ) , различными средними.молекул рными весами, а значит с необходимыми в зкостными свойствами. Средн величина расхода катализатора 6 (фиг.2) представл ет собой усредненное значение расхода катализатора за период Т, около которого как вокруг оси осуществл етс периодический колебательный процесс изменени расхода катализатора. Способ управлени процессом растворной полимеризации осуществл етс следующим образом. Исходную реакционную смесь подают в первый 1 реактор батареи, при этом расход смеси регулируют с помощью датчика 8, регул тора 9, клапана 10. Поток катализатора подают в реакционную смесь в смесителе 4, при зтом расход его регулируетс с помощью датчика 5, регул тора 6, клапана 7. Сигналы от датчиков 11, 12 и 8 ввод т в УВМ, туда же ввод тс заданные значени в зкости полимера по Муни и заданна величина конверсии. Если текуща величина в в зкости по Мунн ниже заданного значени , то амплитуду колебани расхода катализатора А уменьшают и наоборот. При изменении текущего значени конверсии выше заданного значени среднк о величину расхода катализатора В измен ют в сторону уменьшени и наоборот. Период колёбани Т определ етс по формуле Gp.c V где k - коэффициент; G - расход реакционной смеси; V - объем реакотра. JJ Так как бывани реакционной массы в аппарате, то формула (2) имеет вид Коэффициент k в формуле (2) выби рают таким образом, чтобы период Т Т измен лс в диапазоне ,4 Т -jЭто объ сн етс тем, что при Т 4реакционна смесь в аппарате не усп вает реагировать на изменение катал затора в таких дозах, а при Т аппарате не успевают образовьшать с фракции полимера с разными молекул рными весами, смешение которых и позвол ет получить- полимер с высо кими качественными показател ми по в зкости. Задание регул тору расхода катал затора 6 формируетс с помощью УВМ по формулам: G В + А, при О, 2, 4,... 4) G В - А , при - t Ти1 1, 3, 5,...,) т.е. в первом полупериоде О t у расход катализатора определ етс по Т формуле (4) , во втором t Т по формуле (5) и так далее в следующих периодах. 1273 5 Т Д4 Подбира амплитуду А от минимально допустимой ц , до максимальной А , можно достичь Б аппаратах макс необходимых в зкостных свойств полимера при выбранном режиме по средней величине В . Величина А , равна максимально возможном расходу ката о, т.е., вплоть лизатора. до прекращени подачи катализатора Т на врем полупериода у . Таким образом, поддержива конвер- сию мономера на максимальном уровне изменением средней величины расхода катализатора, а изменением амплитуды колебаний стабилизиру необходимые в зкостные свойства полимера, данный способ позвол ет повысить точность регулировани в зкости полимера по Муни за счет смещени низко- и высокомолекул рных фракций, повысить конверсию мономера, что позвол ет снизить удельные расходные нормы по мо- . номеру на 1 кг, а катализатора на 0,1 кг на тонну каучука. Ф о рмула изобретени Способ управлени процессом растворной полимеризации сопр женных диенов , путем регулировани в зкости полимера по Муни и степени конверсии мономера изменением расхода катализатора , отличающийс тем, что, с целью уменьшени удельных расходов мономера и катализатора, расход катализатора измен ют по периоди- ческому колебательному закону, при этом в зкость полимера по Муни регулируют изменением амплитуды колебани расхода катализатора, степень конверсии мономера регулируют путем изменени средней величины расхода катализатора , а период колебани измен ют в зависимости от времени пребьшани реакционной массы в аппарате.The invention relates to the automation of polymerization processes of conjugated dienes and can be used in the manufacture of synthetic rubbers. The aim of the invention is to reduce the specific consumption of monomer and catalyst. Figure 1 is a block diagram of a control system by which the proposed method is implemented. The system consists of the first 1 and the last-2 battery reactors (intermediate reactors are not shown in the diagram), a control computer (CC) 3, a mixer 4, a catalyst flow control loop consisting of sensor 5, controller 6, valve 7, The flow control loop of the reaction mass consisting of sensor 8, regulator 9, valve 10, and conversion sensor 11 and Mooney viscosity sensor 12 Figure 2 shows an example of the effect on catalyst consumption by the stepwise oscillatory law B + (- if A II td + l) I; 1 O, 1, 2, 3, ..., where t is time, h; G-catalyst consumption, kg / h; B is the average amount of catalyst consumption, kg / h; T is the oscillation period, h; A is the amplitude of oscillation, kg / h. After the average consumption of the catalyst, a greater number of active centers are fed into the apparatus, the polymerization process is more intensive, the monomer conversion is increased to the optimum (highest) value. By varying the amplitude of the catalyst flow rate at a constant average catalyst size, a larger or a smaller number of active centers can be fed into the apparatus, therefore, simultaneously in the apparatus, polymer fractions are formed with smaller or larger molecular weights, which in turn allows a polymer with a wide or narrow molecular mass distribution (greater or lesser polydispersity), different average molecular weights, and therefore with the required viscosity properties. The average consumption of catalyst 6 (Fig. 2) is the averaged value of catalyst consumption over a period T, around which, as an axis, a periodic oscillatory process of changing catalyst consumption takes place. The process control method of the polymerization is carried out as follows. The initial reaction mixture is fed to the first battery reactor 1, and the flow rate of the mixture is controlled using sensor 8, controller 9, valve 10. The catalyst flow is fed into the reaction mixture in mixer 4, while its flow is controlled by sensor 5, controller 6 , valve 7. Signals from sensors 11, 12, and 8 are inserted into the ACU, the specified Mooney polymer viscosity and the specified conversion value are also entered. If the current value in the Munn viscosity is below a predetermined value, then the amplitude of the fluctuations in catalyst consumption A is reduced and vice versa. When the current conversion value changes above a predetermined value, the average consumption of catalyst B is changed downwards and vice versa. The period of the tilt T is determined by the formula Gp.c V where k is a coefficient; G is the flow rate of the reaction mixture; V is the volume of the reactotra. JJ Since the reaction mass in the apparatus, formula (2) has the form Coefficient k in formula (2) is chosen so that the period T T varies in the range, 4 T –j This is due to the fact that at T The mixture in the apparatus does not have time to react to a change in the catalysts in such doses, and at T the apparatus does not have time to form a fraction of the polymer with different molecular weights, mixing of which makes it possible to obtain a polymer with high quality viscosity indices. The assignment of the flow controller of the catalyst 6 is formed using the CCM according to the formulas: G B + A, with O, 2, 4, ... 4) G B - A, with - t Ti1 1, 3, 5, ..., i.e. in the first half period, O t y, the catalyst consumption is determined by T formula (4), in the second t T T by formula (5), and so on, in the following periods. 1273 5 T D4 Pick-up amplitude A from the minimum allowable q, to maximum A, can be achieved by using machines max. Required viscosity properties of the polymer in the selected mode by the average value of B. The value of A is equal to the maximum possible consumption of kata, i.e., up to the lysator. until the cessation of the supply of catalyst T at half time period y. Thus, by keeping the monomer conversion at a maximum level by changing the average amount of catalyst consumption, and by changing the amplitude of the oscillations, stabilizing the required viscosity properties of the polymer, this method improves the accuracy of adjusting the Mooney polymer viscosity by shifting the low and high molecular weight fractions, to increase the conversion of the monomer, which makes it possible to reduce specific consumption rates for my-. number per 1 kg, and the catalyst at 0.1 kg per ton of rubber. Formula of the invention The method of controlling the process of solution polymerization of conjugated dienes by adjusting the Mooney polymer viscosity and the degree of monomer conversion by changing the catalyst consumption, characterized in that, in order to reduce the specific consumption of the monomer and catalyst, the consumption of the catalyst is varied over a periodic oscillatory law, while the Mooney polymer viscosity is controlled by varying the amplitude of the fluctuations of catalyst consumption, the degree of monomer conversion is controlled by changing the average p gathering the catalyst, and the period of oscillation is varied depending on the time prebshani reaction mass in the apparatus.
Cf расх, каталCf ras, rolled
t, врем t, time
Фи8 гFi8 g