SU988826A1 - Способ управлени процессом эмульсионной полимеризации - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам управлени  процессом эмульсионной полимеризации и может быть использовано в производстве синтетического каучука.

Известен способ регулировани  процесса эмульсионной полимеризации,согласно которому дл  получени  максимальной производительности полимеризационной батареи регулируют температуру в реакционной зоне в зависимости от величины конверсии мономеров 1.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что он не учитывает изменение качества образовавшегос  полимера.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ управлени  процессом эмульсионной полимеризации, проводимой в батарее последовательно установленных полимеризаторов , при использовании инициатора и модификатора, подаваемых на вход батареи полимеризаторов, заключающийс  в регулировании температуры в полимеризаторах батареи и изменении расхода инициатора в зависимости от степени конверсии мономеров, измеренной в средней части полимеризационной батареи 2.. .

Недостатком этого способа  вл етс  низка  точность cтaбиJJИзaции молекул рно-весового распределени .Это объ сн етс  тем, что он не учитывает физико-химический характер протекани  процесса, т.е. то, что реакци  полимеризации измен ет свой пор док в полимеризаторах батарей. При.движении реакционной массы по полимериза10 торам батареи реакци  от нулевого пор дка переходит к первому, а система управлени  это не учитывает.

Цель изобретени  - повышение точности стабилизации молекул рно-веср15 вого распределени  полимера.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу управлени  процессом эмульсионной полимеризации, проводимой в батарее последователь20 но установленных полимеризаторах, с использованием инициатора и модификатора , подаваемых на вход батареи полимеризаторов, заключающемус  в регулировании температуры в полимери25 заторах батареи и изменении расхода инициатора в зависимости от степени конверсии мономеров, измеренной в средней части полимеризационной батареи в каждом полимеризаторе опре30 дел ют момент перехода реакции пол; меризации от нулевого пор дка в первый , а также отношение скорости расходовани  модификатора к скорости расходовани  инициатора, и в зависимости от найденного значени  данного отношени  корректируют расход иниIциатора в тех полимеризаторах/ в кот рых реакци  полимеризации имеет нуле вой пор док, и температуру в полимеризаторах , где реакци  имеет первый пор док. На чертеже показана система управлени , реализующа  способ. Система управлени  состоит из полимеризаторов 1-3, трубопроводов эмульсии 4, инициатора 5, модификатора 6, латекса 7, пр мого хладагента 8 и обратного хладагента 9, чувст вительных элементов расхода эмульсии 10 и инициатора 11, регул тора расхода инициатора 12, регулирующего органа 13, установленного на линии подачи инициатора, чувствительного элемента расхода модификатора 14, регул тора расхода модификатора 15, регулирующего органа 16, установленного на линии модификатора, контура регулировани  температуры в первом полимеризаторе, состо щего из датчика 17, регул тора 18, и регулирующего органа 19, контура регулировани  тем пературы в среднем полимеризаторе, состо щего из датчика 20, рехул тора 21 и регулирующего органа 22, контура регулировани  температуры в последнем полимеризаторе, состо щего из датчика 23, регул тора 24 и регулирующего органа 25, анализаторы реакционной массы после среднего полимеризатора на конверсию мономера 26, концентрацию инициатора 27 и кон центрацию модификатора 28, анализаторы реакционной массы после последг него полимеризатора на конверсию мономеров 29, концентрацию инициатора .30 и концентрацию модификатора 31 и управл ющую вычислительную машину32 .

Способ осуществл етс  следующим .образом.

Батаре  полимеризаторов на схеме условно представлена 1-3 полимеризаторами . По трубопроводу 4 в полимеризатор 1 батареи подаетс  эмульси  состо ща  из углеводородной шихты, водной фазы, инициатора и модификатора .

Реакционна  масса по трубопроводу 7 выводитс  из цеха полимеризации на выделение незаполимеризовавшихс  мономеров.

Дл  отвода тепла реакции полимеризации по трубопроводу 8 в полимеризаторы 1-3 поступает хладагент,который выводитс  по трубопроводу 9.

Расход эмульсии измер етс  с помощью чувствительного элемента 10.

V

(2)

эм

3 величина концентрации инигде циатора в соответствующих полимеризаторах батареи; расход эмульсии;;

величина температуры в

t; I-том полимеризаторе батареи ,коэффициенты (определ ютHi с  экспериментально). В.реакторе, где значение приращени  конверсии мономеров начинает резко уменьшатьс , реакци  от нулевого пор дка переходит в первый пор док. На выходе этого реактора определ ют концентрации инициатора и модификато5 ра (на схеме концентраци  инициатора Чувствительный элемент 11, регул тор 12 и регулирующий орган 13 образуют контур регулировани  расхода инициатора . Чувствительный элемент 14, регул тор 15 и регулирующий орган 16 образуют контур регулировани  расхода модификатора. Датчик 17,регул тор 18 и регулирующий орган 19 образуют контур регулировани  температуры в первом полимеризаторе батареи. Датчик 20 регул тор 21 и регулирующий орган 22 образуют контур регулировани  температуры во втором полимеризаторе батареи. Датчик 23, регул тор 24 и регулирующий орган 25 образуют контур регулировани  температуры в третьем полимеризаторе батареи . Значени  конверсии мономеров на выходе второго и третьего полимеризатора измер етс  с помощью анализаторов 26 и 29. Концентраци  инициатора на выходе второго и третьего полимеризатора измер етс  с помощью анализаторов 27 и 30. Концентраци  модификатора на выходе второго и третьего полимеризатора измер етс  с помощью анализаторов 28 и 31. Система управлени  содержит УВМ, ко входу которой подключены датчики 10, 11, 14, 26, 27, 28, 29,30 и 31. Первоначально УВМ определ ет начальную концентрацию инициатора и модификатора в системе как отношени  расходов инициатора и модификатора к расходу эмульсии. Далее УАМ рассчитывает значени  приращени  конверсии мономеров в каждом полимеризаторе батареи с помощью уравнени : uC,ci,,, .t,-/ti 2i.f/ где t- - врем  пребывани  реакционной смеси в i-том полимеризаторе , определ емое как отношение объема данного полимеризатора батареи на расход реакционной, смеси , и мйдификатора определ етс  с помощь анализаторов 27 и 28J. Далее УВМ находит величину израсходованного инициатора и модификатора в реакторах,, где реакци  полимеризации .имеет нуле вой пор Дой, как разность между начальными и текуЕцими концентраци ми инициатора и модификатора. Затем УВМ по форме (2) находит врем , за которое реакци  полимеризации имеет нуле вой пор док, и дел  величину израсходованного инициатора и модификатора на найденное врем - находит ско.рость расходовани  инициатора и моди фикатора в реакторах. После описанных рпераций УВМ на ходит отнотиени  скорости расходовани  модификатора к скорости расходовани  инициатора в полимеризаторах, где реакци  полимеризации имеет нулевой пор док, сравнивает найденную величину с заданной и в зависимости от отклонений с учетом степени конверсии мономеров, измеренной анализатором 26, корректирует расход ини-циатора . Затем УВМ по описанному методу определ ет отношени  скорости расходовани  модификатора к скорости расходовани  инициатора в полимеризаторах , где реакци  полимеризации имеет первый пор док, и в за- висимости от -отклонени  указанного отнс иеНи  в данном полимеризаторе измен ет температуру в следующем полимеризаторе. Таким образом, нар ду с изменени ем расхода инициатора на вход полимеризатора 1 в зависимости от степени конверсии мономеров, измеренно . в средней части полимеризационной батареи, система регулировани  опре дел ет перехода реакции поли меризации от нулевого в первый пор док по приращению конверсии мономеров , далее рассчитывает отношени  скорости -расходовани  модификатора скорости расходовани  инициатора в полимеризаторах, где реакци  полиме ризаций имеет -нулевой пор док, срав нивает найденную величину с заданной и в зависимости от отклонений корре тирует расход инициатора в данный п лимеризатор. Далее система регулировани  находит отношение скоростей расходовани  в реакторах, где, реакци  полимеризации имеет первый пор док , и измен ет температуру в каждом следующем полимеризаторе в за- . висимости от отклонений указанного отнсоцени  в данном полимеризаторе. Использование способа позвол ет, у еньшить диапазон молекул рно-весового распределени  на 20% за счет учета физико-химического характера процесса и параметра, косвенно определ ющего диапазон молекул рно-весового распределени  полимера,- а именно отношени  скорости расходовани  модификатора к скорости расходовани  инициатора. Расчеты показывают, что внедрение предлагаемого способа позвол ет получить большой экономический эффект в народном хоз йстве страны за счет увеличени  срока службы резинотехнических изделий, изготовленных из этого продукта. Формулу изобретени  Способ управлени  .процессом эмульсионной полимеризации, проводимой в батарее последовательно установленных полимеризаторов с использованием инициатора и модификатора, подаваемых на вход батареи полимеризаторов , заключающийс  в регулировании температуры в полимеризаторах батареи и изменении расхода инициа- . тора в зависимости от степени конверсии мономеров, измеренной в средней части полимеризационной батареи, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности стабилизации молекул рно-весового распределени  полимера, в каждом полимеризаторе определ ют момент перехода реакции полимеризации от нулеврго пор дка в первый, а также отношение скорости расходовани  модификатора к скорости расходовани  инициатора, и в зависимости от найденного значени  данного отношени  корректируют расход инициатора в тех полимеризаторах , в которых реакци  полимеризации имеет нулевой пор док, и температуру в полимеризаторах, где реакци  имеет первый пор док. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Голуб тников В.А.и Шувалов В.В Автоматизаци  производственрых процессов , М., Хими , 1979, с. 239242 . 2.Авторское свидетельство СССР № 660978, кл. С 08 F 2/22, 1977 (прототип ) .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ управления процессом эмульсионной полимеризации, проводимой в батарее последовательно установленных полимеризаторов с использованием инициатора и модификатора, подаваемых на вход батареи полимеризаторов, заключающийся в регулировании температуры в полимеризаторах батареи и изменений расхода инициатора в зависимости от степени конверсии мономеров, измеренной в средней части полимеризационной батареи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации молекулярно-весового распределения полимера, в каждом полимеризаторе определяют момент перехода реакции полимеризации от нулевого порядка в первый, а также отношение скорости расходования модификатора к скорости расходования инициатора, и в зависимости от найденного значения данного отношения корректируют ♦ расход инициатора в тех полимеризаторах, в которых реакция полимеризации имеет нулевой порядок, и температуру в полимеризаторах, где реакция имеет первый порядок.