SU651006A1 - Способ автоматического управлени процессом полимеризации пропилена - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ПРОПИЛЕНА

Изобретение касаетс  автоматизации производственных процессов, в частности способа автоматического управлени  процессом полимеризации пропилена. Оно может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ автоматического регулировани  температуры в процессе полимеризации, заключающийс  в том, что -регулирование температуры в реакторе осуществл ют изменением расхода переохлажденного мономера

1.

Недостатки этого способа заключаютс  в снижении скорости реакции и в увеличении индукционного перио св занных с необходимостью нагрева циркулирующего мономера, а также в сложности аппаратурной реализации контура и циркул ции мономера.

Известен также способ автоматического регулировани  температуры в процессе полимеризации, по которому температуру в реакторе регулируют измерением расхода хладагента в рубашку реактора 2 .

Наиболее близкий из известных по технической сущности способ автоматического управлени  процессом полимеризации пропилена, осуществл емым в реакторе с рубашкой охлаждени , заключающийс  в стабилизации расхода реакционной массы через реактор, в воздействии на температуру хладагента, поступающего в рубашку реактора в зависимости от температуры реакционной массы в реакторе, в изменении расхода мономера в реактор в зависимости от модул  суспензии реакционной массы 3 .

Недостатком этого способа  вл етс  низка  точность регулировани  температуры. Это объ сн етс  тем, что в рабочем режиме, когда в реакторе протекает реакци  полимеризации , практически очень трудно и технически неэффективно определ ть изменение регулируемого параметра (температуры суспензии полимера в реакторе) при изменении регулирующего воздействи  (температуры хладагента), в результате чего регул тор температуры не может быть правильно настроен. Трудности определени  изменений регулируемого параметра при изменении регулирующего воздействи  св заны с тем, что дл  реактора полимеризации величина наносимых на регулирующее воздействие изменений может быть лишь очень малой, поскольку увеличение этих изменений св зано не толь ко с ухудшением качества получаемого полимера, но и с опасностью образовани  конгломератов «полимера и, следовательно, с опасностью аварийного останова и выхода оборудовани  из стро . Другой недостаток указанного способа заключаетс  в низкой точности регулировани  модул  суспензии реакционной массы, что объ сн етс  трудностью и неэффективностью определени  изменени  регулируемого параметра (модул  суспензии полимера в реакторе) при изменении регулирующего воздействи  (подачи мономера ) , поэтому регул тор модул  суспензии также не может быть правильно настроен. Цель предлагаемого способа автома тического управлени  процессом полимеризации пропилена - повышение точности стабилизации качества получаемого полимера. Поставленна  цель достигаетс  тем, что по известному способу автоматического управлени  процессом полимеризации пропилена периодически дополнительно осуществл ют запол нение реактора дезактивированной реа ционной массой, измен ют параметр входного потока в реактор, измер ют изменение параметра, характеризующего реакционную массу, зависимос ти от величины результирующего изме нени , корректируют температуру хлад агента, расход мономера и катализатора в реактор после заполнени  его реакционной массой. Кроме того, указанное изменение параметра входного потока производ т воздействием на температуру хлад агента, а в качестве параметра, характеризующего реакционную массу, используют температуру реакционной массы; указанное изменение парамет входного потока осуществл ют воздействием на расход мономера в реак тор, а в качестве параметра, характ ризующего реакционную массу, исполь зуют модуль суспензии реакционной массы. На чертежу представлена схема автоматического управлени  процессом полимеризации пропилена, по сн  юща  предлагаемый способ. Процесс пролимеризации осуществл ют в реакторе 1 с перемешивающим устройством, св занном трубопроводом с установленной на нем задвижкой 2 с отстойником 3, низ которого соединен с дозировочным насосом 4, св занным трубопроводом со смонтированной на нем задвижкой 5 с реактором . Верхн   часть отстойника 3 присоединена к трубопроводу с установленной на нем задвижкой 6.На лин подачи катализатора в реактор разме на задвижка 7,а на линии мономера в реактор - задвижка 8 и клапан 9. На линии хладагента в реактор смонтирован трехходовой клапан 10 гор чего и холодного потоков и термопара 11. На лилии мономера в реактор расположен расходомер 12, Модуль суспензии измер ют с помощью датчика 13 плотности. На отвод щей из реактора линии установлена задвижка 14 дл  выгрузки продуктов реакции, а на линии после дозировочного насоса 4 - задвижка 15 дл  эвакуации дезактивированной реакционной массы. Температуру в реакторе 1 измер ют с помощью датчика 16 температуры. В систему управлени  входит регул тор 17расхода, регул тор 18 температуры , вычислительна  машина 19. Автоматическое управление процессом полимеризации пропилена осуществл етс  следующим образом. Расход реакционной массы, проход щей через реактор 1 стабилизируют расходомером 12, регул тором 17 расхода и клапаном 9. С помощью термопары 11, регул тора 18и клапана 10 регулируют температуру хладагента, поступающего в рубашку реактора, а датчиком 16 температуры , вычислительной машиной 19, термопарой 11, регул тором 18 температуры и клапаном 10 регулируют температуру реакционной массы в реакторе 1. С помощью датчика 13, вычислительной машины 19, расходомера 12, регул тора 17 расхода и клапана 10 измен ют подачу мономера в реактор 1 в зависимости от модул  суспензии реакционной Массы. Через задвижку S дезактивированной реакционной массой (котора  может быть приготовлена непосредственно в реакторе полимеризации путем введени  в него вещества, дезактивирующего катализатор) периодически заполн ют циркул ционную систему, состо щую из реактора 1 с отстойником 3 и насоса 4. При этом открыта задвижка 2 на линии между реактором-и насосом 4 и закрыты задвижка 6 на линии эвакуации дезактивированной реакционной массы из системы, задвижка 14 на линии выгрузки продукта из реактора, клапан 9 на линии подачи сырь  и растворител  и задвижка 7 на линии подачи катализатора. После заполнени  системы задвижка 8 закрываетс , включаетс  циркул ционный насос 4, устанавливаетс  заданна  температура дезактивированной суспензии в реакторе. С помощью регул тора температуры 18, который , воздейству  на трехходовой клапан 10 гор чего и холодного потоков , измен ет расход хладагента,скачкообразно измен ют температуру хладагента , подаваемого в рубашку реактора,на заданную величину и регистрируют изменени  температуры дезактивированной реакционной массы в реакторе до установившегос  состо ни , использу  датчик 16 температуры.

По результатам измерений с помощью известных методов определ ют настройки контура регулировани  температуры и устанавливают их в вычислительной машине 19. Затем открываетс  задвижка 15 и производитс  эвакуаци  дезактивированной реакционной массы из системы, и реактор промывают. По завершении промывки задвижка 15 закрываетс  и открываетс  задвижка 7 на линии подачи катализатора . После вывода реактора на рабочий режим открываетс  задвижка 14, и процесс полимеризации осуществл етс  по непрерывной схеме. При этом температура суспензии полимера регулируетс  путем измерени  температуры реакционной массы с помощью датчика 16 температуры, сравнени  ее с температурой, заданной настроенным контуром регулировани  температуры , и, в зависимости от разности этих температур, измен етс  задание регул тору температуры 18, воздействующему на клапан 10, в результате чего измен етс  температура хладагента, подаваемого в рубашку реактора 1.

Пример. В реакторе осуществл ют циркул цию дезактивированной суспензии с концентрацией 250 г/ полимера в мономере и растворителе, поддержива  температуру циркул та 80°С. При этом температура хладагента равна 61°С. Полученный перехоный процесс удовлетворительно описываетс  дифференциальными уравнени ми первого пор дка. После обработки полученных результатов определ ют параметры настройки контура регулировани  температуры суспензии полимера в реакторе, обеспечивающие оптимальный характер регулировани .

При настройке регул тора температуры на реакционноспособной суспензии полимера, в св зи с ограничени ми на устойчивость работы реактора, величина скачкообразного изменени  температуры хладагента должна быть выбрана такой, чтобы св занное с ней изменение температуры суспензии в реакторе не превышало . Аналогичной настройкой регул тора температуры на дезактивированной реакционной массе допускаетс  изменение TeMnepaJ ypbi хладагента, соответствующее изменению температуры суспензии на 10 С и более, что, в свою очередь вызовет большое в сравнении с извесными методами изменение температуры в реакторе и более точное определение настройки регул тора температуры .

Более точна  настройка регул тора позвол ет за счет уменьшени  температурного запаса (дл  обеспечени  устойчивости работы реактора) повысить рабочую температуру процесса полимеризации, что в свою очередь, дает возможность увеличить произво дительность реактора на 1,0 - 1,5%. Одновременно за счет более точной стабилизации температуры увеличиваетс  на 2-3% выпуск высококачественных марок полипропилена.

Настройку контура регулировани 

0 модул  суспензии полимера осуществл ют следующим образом.

Отстойник 3 предварительно заполн ют дезактивированной реакционной массой. Открыва  задвижку 5, в реактор 1 дозировочным насосом 4 из от5 стойника 3 непрерывно подают дезактивированную реакционную массу известного модул . Одновременно, открыва  задвижки 2,6 и 8, разбавл ют дезактивированную реакционную массу в реак0 торе мономером, вывод т разбавленную дезактивированную реакционную массу из реактора 1 в отстойник 3. При этом задвижки 7, 14 и 15 закрыты.

. В отстойнике 3 сгущают дезактиви5 рованную реакционную массу и вновь подают ее в реактор, а избыток мономера вывод т из отстойника, открыва  задвижку 6.

В результате описанного в реакторе

0 1 устанавливаетс  заданный модуль дезактивированной реакционной массы, измер емый с помощью датчика 13 плотности .

Далее осуществл ют настройку контура регулировани  модул  суспензии следующим образом.

Регул тором 17 расхода, воздействующего на клапан 9, скачкообразно измен ют подачу мономера в реактор 1 на заданную величину, датчиком 13 плотности регистрируют модуль суспензии полимера в реакторе до достижени  установившегос  состо ни . По результатам измерений с помощью известных методов определ ют настройку

5 контура регулировани  модул  суспензии . Затем закрывают задвижки 5 и 6, открывают задвижку 15 и производ т эвакуацию дезактивированной реакционной массы из реактора 1 с после0 дующей промывкой его мономером. По завершении промывки задвижки 2 и 15 закрываютс  и открываетс  задвижка 7 на линии подачи катализатора.

После вывода реактора на рабочий режим открываетс  задвижка 14, и

Claims (3)

1. 5 процесс полимеризации осуществл етс  по непрерывной схеме. При этом модуль суспензии полимера регулируетс  путем измерени  модул  суспензии с помощью датчика 13 плотности, срав0 нени  его с модулем , заданным настроенным контуром регулировани  модул  суспензии полимера, и , в зависимости от разности фактического и заданных значений модул  суспензии, измен етс  задание регул тору 17 рас хода, воздействующему на клапан 9, в результате чего измен етс  подача мономера в реактор. Пример 2. В реакторе осущест вл ют циркул цию дезактивированной реакционной массы. Устанавливают концентрацию дезактивированной реакц онной массы 250 г/л полимера в мономере . При этом подача мономера равна 20 . Затем скачком устанавливает с  подача мономера в реактор 15 м®/ч Полученный переходный процесс удовлетворительно описываетс  дифференциальным уравнением первогопор дка. После обработки полученных -результатов определ ют параметры кон тура регулировани  модул  суспензии , обеспечивающие оптимальный характер регулировани . При настройке контура регулировани  модул  суспензии полимера на реакционноспособной суспензии, . св зи с опасностью возникновени  аварийных режимов (образование конгломератов полимера) величина скачкообразного изменени  подачи мономера в реактор должна быть выбрана такой чтобы св занное с ней изменение модул  суспензии полимера в реакторе не превышало 15-20 г/л . Аналогична  настройка регул тора модул  суспензии из дезактивированной суспензии допускает изменение модул  на 50-100 г/л, что, в свою очередь, по вол ет более точно определить наст ройку контура регулировани  модул  суспензии полимера в реакторе. Более точна  настройка регул тора повышает точность регулировани  моду л  суспензии полимера на 20-30% и более. Преимущества предлагаемого спосо обусловлены тем, что определение па раметров настроек осуществл етс  в услови х, наиболее приближенных к ра бочим услови м процесса полимеризации , что обеспечивает большую точность их определени  и, как следствие , повышает точность стабилизации качества получаемого продукта, в то же врем  не приводит к неустойчивым режимам работы реактора. Формула изобретени  1. Способ автоматического управлени  процессом полимеризации пропилена , осуществл емом в реакторе с рубашкой охлаждени , заключающийс  в стабилизации расхода реакционной массы через реактор, в воздействии на температуру хладагента, поступающего в рубашку реактора,в зависимости от температуры реакционной массы в реакторе, в изменении расхода мономера в реактор в зависи мости от модул  суспензии реакционной массы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности стабилизации качества получае ..lOro полимера, периодически осуществл ют заполнение реактора дезактивированной реакционной массой измен ют параметр входного потока в реактор, измер ют изменение параметра , характеризующего реакционную массу, и, в зависимости от величины указанного результирующего изменени  корректируют температуру хладагента , расход мономера и катализатора в реактор после заполнени  реакторов реакционной массой. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что указанное изменение параметра входного потока осуществл ют воздействием на температуру хладагента, а в качестве параметра , характеризующего реакционную массу, используют температуру реакционной массы. 3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что указанное изменение параметра входного потока осуществл ют воздействием на расход мономера в реактор, а в качестве параметра, характеризующего реакционную массу, используют модуль суспензии реакционной массы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3259614, кл. 260-93.7, 1966.
2. 2.Патент Великобритании № 831989, кл. 1 (1) А, 1960.
3. 3.Патент США № 3636326, кл. 235-151.12, 1972. Мономер Катализат op Мономер f 1 Гор чий поток (uf acmffo- pumeJTttJ /олоднл/й Huiaj aseMm Пг Т поток ВлоЗ,