SU1397457A1

SU1397457A1 - Способ регулировани процесса растворной полимеризации изопрена

Info

Publication number: SU1397457A1
Application number: SU864126079A
Authority: SU
Inventors: Петр Петрович Шпаков; Лариса Михайловна Казакова; Валентин Валентинович Солодкий; Борис Аронович Перлин; Анатолий Владимирович Зак; Владислав Алексеевич Лавров
Original assignee: Предприятие П/Я В-8415
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1988-06-15

Abstract

Изобретение относитс к способу регулировани процесса растворной полимеризации изопрена, проводимого в параллельно работающих батаре х реакторов, и может быть использовано в нефтехимической промьпилеиности. Оно позвол ет уменьшить энергозатраты на захолаживание шихты до 30%. Способ реализуетс системой регулировани , включающей контур регулировани в зкости по Муни полимера после полимеризационных батарей изменением расхода хладагента, подаваемого в холодильник исходной шихты, а также уп .равл ющую вычислительную машину (УВМ), котора рассчитывает суммарный расход шихты на все батареи реакторов и в случае повышени суммарного расхода увеличивает расход шихты на батарею реакторов с максимальным расходом шихты. При наличии нескольких батарей с максимальным расходом УВМ увеличивает расход на ту батарею, котора имеет не только максимальный расход, но и минимальное давление полимера после последнего реактора батареи , которое измен етс датчиками . Увеличение расхода производитс до момента, когда вьш1еуказанное давление изменитс до максимального пре ,дельно допустимого значени . При уменьшении суммарного расхода УВМ уменьшает расход шихгы на ту батарею реакторов, котора имеет минимальный расход шихты, а в случае нескольких батарей с минимальным расхо дом - на ту батарею, котора имеет не только минимальный расход, но и максимальное давление. Уменьшение расхода осуществл етс до того момента, когда расход шихты на батарею не достигнет минимального предельного допустимого значени . 2 ил., 2 табл. S сл 00 со ь сл

Description

Изобретение относитс к автоматизации процесса полимеризации изопрена и может быть использовано в производстве синтетического изопреново- to каучука, в химической и нефтехими- меской П15омьпиленности.

Целью изобретени вл етс сннже- цке энергозатрат на захолаживание .На фиг. 1 представлена зависимость температуры Т общего потока с(1их-ты перед батаре ми реакторов от . Соотношени потоков шихты А (A G:/ZG, G - расход потока шихты через :(.-в батарею реакторов; 2lG - сумма ifiOToKOB шихты через все батареи ре- кторов); на фиг. 2 - схема системы управлени , реализующа способ.

В соответствии с предлагаемым рпособом качество полимера (в зкость fio Мунн) регулируют изменением темпе- jjaTypbi общего потока шихты перед батаре ми реакторов изменением подачи Х1 адагента. При этом увеличение доли потока шихты, подаваемого в одну из батарей, приводит к уменьшению среднего времени пребывани шихты в этой батарее и к увеличеншо в зкости по Нуни полимера этой батареи. Кроме того , увеличиваетс среднее врем пре- Вывани в остальных батаре х, т.е. уменьшаетс в зкость по Муни на вько- |де этгос батарей. Это приводит к экст- |ремальной зависимости (фиг, 1) темпе{изтуры Т от соотношени потоков шихты А при стабилизации в зкости по Му- 1ни полимера.

Из зависимости следует, что максимальна температура, обеспечивающа минимальные энергозатраты на захолаживание шихты, достигаетс при или , а это возможно если С будет равно ZG или нулю. В реальных услови х производства это приводит к необходимости наибольшей или наи«1енлэшей загрузки одной ИЗ батарей реакторов.

Система управлени (фиг. 2) содержит полимеризационные реакторы 1-6,

трубопровод 7 подачи шихты на полимеризацию , холодильник 8 и трубопровод 9 подачи хладагента, клапан 10 на трубопроводе 9 подачи хладагента в холодильник 8, датчик 11 температуры шкх- ты, смеситель 12, датчик 13 в зкости по Муни потока полим:е.ра после смесител 12, регул тор 14 подачи хладагента , управл ющую .вычислительную машину... (УМВ) 15, датчики 16 - 18 расхода ших ,5

с

0

S

0 5 0

0 з

0

5

ты на каждой батарее соответственно, датчики 19-21 давлени на выходе каждой батареи соответственно, клапаны 22-24 на трубопроводах подачи шихты на батареи, датчики 25-27 концентрации полимера после первого реактора каждой батареи, регул торы 28-30 и регулирующие клапаны 31-33 подачи катализатора Б батареи реакторов соответственно , трубопровод 34 подачи катализатора .

Схема работает следующим образом-.

По трубопроводу 7 подаетс в реакторы 1,3,5 охлажденна в холодильнике 8 шихта. Хладагент поступает в холодильник 8 по трубопроводу 9 и подача его регулируетс с помощью ре- гул тора 14 и клапана 10 в зависимости от температуры шихты, измер емой датчиком 11, На входах в первые ре- . акторы 1,3,5 батарей с помощью датчиков 16-1Й расхода соответственно измер етс расход шихты, поступающей в батареи реакторов. Информаци от датчиков 16 - 18 расхода поступает на УВМ 15. По трубопроводу 34 подаетс катализатор в батареи, расход которого регулИ15уетс с помощью регул торов 28-30 и клапанов 31-33 в зависимости от концентрации полимера, измер емой после.первого реактора датчиками 25-27 в каждой батарее соответственно . На выходе батарей с помощью датчиков 19-21 давлени измер ютс давлени на батаре х, значени которых поступают на УВМ 15. Полимер на выходе всех батарей едины.м потоком поступает в смеситель 12, на выходе которого датчиком 13 измер етс в зкость по Муни полимера и стабилизируетс на заданном значении регул тором 14, воздействующим на клапан 10 трубопровода расхода хладагента в холодильник 8.

Информаци о суммарном расходе шихты на цех ZG;, максимально допустимые значени давлений Р/ дл батарей и минимально допустимые значени расхода шихты G „ дл батарей поступают на УВМ 15.

При увеличении суммарного расхода шихты на величину &УВМ 15 по данным датчиков 16-18 расхода шихты выбирают одну или несколько батарей с наибольшими расходами шихты (в последнем случае по значени м с датчиков 19-21 давлений из нескольких батарей находитс батаре с меньшим давлением).

13

На клапан этой батареи подаетс сиг- нал с УВМ 15 на увеличение расхода шихты в эту батарею. Клапан отрываетс до тех пор, пока давление Р не достигнет значени ..„„,, . Если величи

МО ч с

на Д еще не исчерпана, то задание на увеличение подачи шихты подаетс на клапан другой батареи с наибольши расходом и наименьшим давлением.

При уменьшении суммарного расхода шихты на цех полимеризации по данным датчиков 16-18 УВМ 15 выбирает одну или несколько батарей с наименьшими расходами шихты. На клапан батареи с большим давлением- (по показани м датчиков 19-21) из УВМ-15 поступает команда на уменьшение расхода шихты в эту батарею до заданного дл нее минимально допустимого значени расхода шихты G, . При необходимости дальнейшего уменьшени расхода шихты подобный сигнал УВМ 15 даетс на клапан другой батареи с наименьшим расходом шихты.

Пример 1. Процесс полимеризаций провод т на трех параллельно работающих батаре х, состо щих из каскада реакторов 1-6. По трубопроводу 7 подают в реакторы 1,3,5 охлажденную в холодильнике 8 шихту до температуры -5 С. Информаци с датчика 11 о

Данные процесса полимеразиции регулировании по данному способу представлены в табл. 1,

Величина энергозатрат по данным

температуре шихты поступает на регул тор 14. Катализатор подают по трубопроводу 34, расход которого в каж- 25 наибольших расходов шихты на дую батарею регулируют с помощью регу- цех (при среднем расходе шихты

лений дл батарей Р..„ 9 атм и миМО КС

5

нимально допустимых значени х расхода шихты С.„,15 т/ч дл каждой батареи.

Мт1

При увеличении суммарного расхода шихты на цех на УВМ 15 выбираетс батаре с наибольшим расходом шихты. При наличии двух батарей с одинаковым наибольшим расходом шихты из них вы0 бираетс батаре с наименьшим давле нием и на клапан этой батареи направл етс сигнал на увеличение подачи расхода шихты. При этом на УВМ 15 идет посто нное .равнение текущего

5 давле йи этой батареи с максимально допустимым. При достижении этого значени клапан прекращает увеличение расхода шихты. Дальнейшее увеличение расхода шихты осуществл етс

0 при помощи клапана той батареи, котора KNteeT наибольшвд расход шихты и меньшее давление.

При уменьшении суммарного расхода шихты УВМ 15 дает команду на умень5 шение расхода шихты на батарею с наименьшим расходом шихты, а в случае, .если их две, - на батарею с наибольшим давлением..Уменьшение расхода осуще- ствл етс до достижени минимально

0 допуст1- мого расхода шихты.

Данные процесса полимеразиции при регулировании по данному способу представлены в табл. 1,

Величина энергозатрат по данным

5 наибольших расходов шихты на цех (при среднем расходе шихты

л торов 28-30 и клапанов 31-33 соответственно . На регул торы 28-30 поступают данные с датчиков 25-27 концентрации полимера на выходе первых реакторов . 1,3,5. На УВМ 15 поступают данные с датчиков 16-18 расхода шихты , с датчиков 19-21 давлени на батаре х . Информаци о в зкости по Му- ни полимера поступает с датчика 13 в зкости по Муни на регул тор 14, куда попадает заданное значение Муни, равное 77 единицам, которое стабилизируют , измен температуру шихты.

127,5 т/ч и средней температуре ших- ты-2,6°С) составл ет 181,.1х105 ккал/ч, а по данным двух наименьших рас- 40 ходов шихты на цех (при среднем расходе шихты 97,5 т/ч И средней температуре шихты -4, ГС) - 172,5x10 ккал/ч.

П р и м е р 2 (контрольньш). Регу- 45 лирование процесса полимеризации

в производстве полиизопрена осуществл ют при аналогичных примеру 1 услови х и рабочем режиме.

В зкость по Муни стабилизируют на расходом хладагента с помощью регули- QQ значении 77 единиц. При увеличении рующего клапана 10 на трубопроводе 9. в зкости по Муни увеличивают темпера- Концентрацию полимера стабилизируют туру шихты уменьшением расхода хладна уровне 9,6 мас.% в первых реакто- агента, при уменьшении в зкости умень- рах, мен расход катализатора с по- шают температуру Шихты. При этом кон- мощью регул торов 28-30, воздействую- с цен-трацию полимера стабилизируют так- щих на клапаны 31-33. же на значении 9,6 мас.%, измен

На УВМ 15 поступает информаци расход катализатора. При изменении о суммарном расходе шихты на цех SIG, сум марного расхода шихты в одну или максимально допустимых значени х дав- .другую сторону перераспределение рас127 ,5 т/ч и средней температуре ших- ты-2,6°С) составл ет 181,.1х105 ккал/ч, а по данным двух наименьших рас- ходов шихты на цех (при среднем расходе шихты 97,5 т/ч И средней температуре шихты -4, ГС) - 172,5x10 ккал/ч.

51397457

ходов шихты по батаре м происходит пропорционально предыдущим значени м. Данные процесса полимеризации при регулировании по известному способу п5}едставлены в табл. 2.

; Величина энергозатрат по данным дЬух наибольших расходов шихты на цех (ри среднем расходе шихты 127,5 т/ч и| средней температуре шихты -3,6°С)) 10 составл ет дл известного способа 2j5l,8x103 ккал/ч, а по данным двух наименьших расходов шихты (при сред- н|ем расходе шихты 97,5 т/ч и средней т емпературе шихты -4,6 С) - 226,4х; 15 5 10 ккал/ч.

I

Из примеров 1-2 следует, что вели- |ина энергозатрат на захолаживание Цихты в среднем на 30% меньше по пред-j:

симости от их производительности, о тличаюдий с тем, что, с целью снижени энергозатрат на захолаживание шихты, стабилизируют в зкость по Муни полимера после полимери- зационных батарей изменением расхода, хладагента, подаваемого в холодильник исходной шихты, определ ют давление на выходе каждой батареи и при увеличении суммарной производительности батарей по шихте увеличивают расход шихты на батарею, имеющую максимальный расход шихты, а в случае нескольких батарей с максимальным расходом - на батарею, имеющую максимальный расход шихты и минимальное давление на выходе батареи, до достижени дап- лением максимально допустимого зна4агаемому способу, чем по известному. 20 чени , а при уменьшении суммарной

производительности батарей по шихте Формулаи обретени уменьшают расход -шихты на батарею,

имеющую минимальньй расход шихты, а

Способ регулировани процесса раст- в случае нескольких батарей с мини- аорной полимеризации изопрена, прово- 25 мальным расходом - на баратею с мини- димого в параллельно работающих бата- мальным расходом шихты и максималь- ре х реакторов, путем перераспредели- .ным давлением до достижени расходом ИНН расхода шихты по батаре м в зави- минимально допустимого значени .

Таблица

симости от их производительности, о тличаюдий с тем, что, с целью снижени энергозатрат на захолаживание шихты, стабилизируют в зкость по Муни полимера после полимери зационных батарей изменением расхода, хладагента, подаваемого в холодильник исходной шихты, определ ют давление на выходе каждой батареи и при увеличении суммарной производительности батарей по шихте увеличивают расход шихты на батарею, имеющую максимальный расход шихты, а в случае нескольких батарей с максимальным расходом - на батарею, имеющую максимальный расход шихты и минимальное давление на выходе батареи, до достижени дап- лением максимально допустимого знаТаблнца2

Фиг.1

Claims

Способ регулирования процесса растворной полимеризации изопрена, прово- 25 димого в параллельно работающих бата10 симости от их производительности, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на захолаживание шихты, стабилизируют вязкость по Муни полимера после полимеризационных батарей изменением расхода, хладагента, подаваемого в холодильник исходной шихты, определяют давление на выходе каждой батареи и при увеличении суммарной производительности батарей по шихте увеличивают расход шихты на батарею, имеющую максимальный расход шихты, а в случае нескольких батарей с максимальным расходом на батарею, имеющую максимальный расход шихты и минимальное давление на выходе батареи, до достижения давлением максимально допустимого значения, а при уменьшении суммарной производительности батарей по шихте уменьшают расход шихты на батарею, имеющую минимальный расход шихты, а в случае нескольких батарей с минимальным расходом - на баратею с минимальным расходом шихты и максимальреях реакторов, путем перераспределения расхода шихты по батареям в зави ным давлением до достижения расходом минимально допустимого значения.

Суммарный Температура, I батарея Расход Расход Р, - расход с шихты. катали- тихты„ т/ч лиэа- т/ч тора, л/ч

Таблица 1

II батарея III батарея атм Расход Расход Р₄ , атм Расход Расход Р,, атм ШИХТЫ', ката- ШИХТЫ, катали- т/ч лиэа- т/ч зато- тора. ра, · л/ч л/ч

Энергозатраты на захолаживание шихты,

5525x10’ ч

90 -5 30 93, В* 4,8 30 93,8 6,0 30 93,8 5,0 160,2 ΐ >’ Vr -2,9 60 185/5 ' 8,5 30 93,8 . 6,0' 30 93,8 5,0 191,4 -2,3 65 · 103,1 9,0 30 93,8 6,0 40 124,5 6,2 170,8 105 -3,2- 65 203., 1 9,0 15 46,9 4,4 25 78,1 . 4,7 184,8

Таблнца2

Суммарный расход шихты, TG; т», “С I батарея II батарея III батарея Энергозатраты на захолаживание шихты, *22'2x10’ ч Расход шихты, т/ч Расход катализатора , л/ч Р, , атм Расход шихты, т/ч Расход катализатора, л/ч Р₂, атм Расходшихты, т/ч Расход катализатора , л/ч Р_э, атм 90 -5 30 93,8 4,8 30 93,8 6,0 30 93,8 5,0 210,3 120 -4 40 124,5 5,9 40 124,5 7,0 40 124,5 6,2 264,0 135 -3,2 45 140,6 '6,5 45 140,6 7,7 45 140,6 6,8 239,6 105 -4,2 35 109,4 5,6 35 109,4 6,4 35 109,4 5,9 242.5