Устройство для автоматического управления реактором полимеризации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИ ЧБСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ этилена или сополимеризации его ссС-олефинами при низком давлении, содержащее датчик расхода катализатора в реактор, датчик уровня полимера, датчик расхода полимера, связанные с входами блока расчета удельной производительности катализатора, первый выход которого соединен через pefyлятор с клапаном на линии подачй катализатора, и датчик температуры, связанный через регулятор с клапаном на линии подачи хладагента в теплообменник, отличающееся тем, что, с целью повьшения производительности реактора, оно снабжено двумя дифференциаторами к последовательно соединенными бло ком деления, и корректирующим блоком , причем выход последнего связан с камерой задания регулятора температуры, а входы для делителя .я делимого блока деления через дифференциаторы соединены соответственно с датчиком температуры и (О вторым выходом блока расчета удельной производительности катализа тора. со UD м

.0% ПП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 =

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И AB YOPCNOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП Й (21) 3403071i23-05 (22) 26.02.82 (46) 30.07.&3. Бюл. 9 28 (72) Д.И. 0@паляиников, Ю.В. Родных, N.Р. Тучинский, В.В. Кафаров, В.Ф..Мазанов и А.И. Гермашев (53 ) 66.012-52(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

В 284297, кл. С 58 F 2/18, 1965.

2. Патент ОЖ В 3636326, кл. 235-151.12, опублик. 1972 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОИАТИ °

ЧЕСКОГО УПРАВЛЕЦИИ РЕАКТОРОИ ПОЛИИЕРИЗАЦИИ этилена или сополимеризации его сс(.-олефинами при низком давлении, содераащее датчик расхода катализатора в реактор, датчик уровня полимера, датчик расхода полимера, связанйые с входами блока расчета удельной проиэво3(59 С О F 10 02 G 05 0 27 00 г дительности катализатора, первый выход которого соединен через регулятор с клапаном на линии подачи катализатора, н датчик температуры, связанный через регулятор с клапаном на линии подачи хладагента в теплообменник, о т л и ч а в щ ее с я тем,,что, с целью повнзения производительности реактора, оио снабаено двумя дифференциаторами и последовательно соединенными блоком деления, н корректирукяцим блоком, причем выход последнего связан с камерой задания регулятора температуры, а входы для делителя .и делимого блока деления через. дифференциаторы соединены соответственно с датчиком температуры и вторым выходом блока расчета уДЕльной производительности катализа тора.

10S1967

Изобретение относится к устройст. вам для автоматического управления непрерывными процессами полимериэации или сополимериэации олефинов в реакторах и может найти применение в производстве полиолефин.>в в 5 химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для автоматического; управления процессом по- . лимеризации олефинов, содержащее 10 регулировочный клапан расхода хладагента, соединенный через. регулятор с датчиком температурЫ в реакторе полимеризации и через максимальное реле — с датчиком в РеактоРе |,1 . tS

К недостаткам известного технического решения относится отсутствие в нем элементов, контролирующих удельную производительность .катализатора процесса полимеризации. В результате этого увеличивается расход ценного катализатора на единицу. полученного полимера, что ухудшает качество. полимера из-за повышенного содержания в нем частиц катализатора и уменьшает производительность реактора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и базовым объектом является устройство для автоматического управления ре- 30 актором полимеризации этилена или сополимеризации его с Ы -олефинами ,при низком да : ..- нии", содержащее датчик расхода катализатора в реактор, датчик уровня полимера и датчик рас" 35 хода полимера, связанные с входами . блока расчета удельной производительности катализатора, первый выход которого соединен через регулятор с клапаном на линии подачи катализатора„ и датчик температуры, связанный через регулятор с клапаном на линии подачи хладагента в,теплообменник Р 2J .

Известное устройство стабилиэи- 45 рует производительность реактора по полимеру путем изменения расхода катализатора в реактор.

Текущая производительность реак- . тора определяется путем умножения у расхода катализатора на удельную производительность кагализатора, Недостатком известного устройства являются его ограниченные воэможности по повышению производительности реактора, что объясняется отсутствием в нем элементов, устанавливающих связь между удельной производительностью катализатора и температурой в реакторе, Это приводит к увеличению расхода дорогостоящего катализатора и загрязнению получаемого полимера остатками катализатора, в результате чего увеМмчивается вероятность получений некондиционного продукта. б5

Цель изобретения — повышение производительности реактора полимеризации.

Поставленная цель достигается тем, .то устройство для автоматического управления реактором полимеризации этилена или сополимеризации его с +-олефинами при низком давлении„. содержащее датчик расхода катализатора в реактор, датчик уровня полимера, датчик расхода поли-. мера, связанные с входами блока расчета удельной производительности катализатора, первый выход которого соединен через регулятор с клапаном на линии подачи катализатора, и датчик температуры, связанный через регулятор с клапаном на линии подачи хладагента в теплообменник, дополнительно снабжено двумя дифференциаторами и последовательно соединенными блоком деления и корректирующим блоком, причем выход последнего связан с камерой задания, регулятора температуры, а входы для делителя и делимого блока деления через дифференциаторы соединены соответственно с датчиком температуры и вторым выходом блока расчета удельной производительности катализатора.

Из опытных данных известно, что зависимость удельной производительности катализатора от температуры носит экстремальный характер. Но по- ложение .экстремума может перемещаться в .рабочей области изменения температуры в связи с изменением свойств катализатора. Так как определить изменение свойств катализатора технически сложно, то максимальная удельная производительность катализатора определяется в ходе процесса полимеризации.

Данное устройство определяет максимальную удельную производительность катализатора (УПК ) путем вычисления величин производной изменения удельной производительности катализатора и изменения температуры в реакторе и стабилизирует величину УПК на максимальном значении путем изменения задания регулятору температуры в реакторе.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство для автоматического управления реактором 1 полимеризации например .с внешним теплосъемом в теплообменнцке .2 на потоке циркулирующего реакционного газа, содержит датчики 3 - 5 расхода катализатора в реактор, уровня полимера и расхода полимера, связанные с входами блока 6 расчета удельной производительности катализатора, выход блока 6 связан через регулятор

7 с клапаном В расхода катализатора в реактор.

1031967 (б т ) .(-, УПК

П

К (1) (2) П = О» L

К = $(F - F /УПК)31

F m F ° yrlK. (4) ВНИИПИ Заказ 5324/28 тираж 494 подписное

-Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4

Устройство также содержит датчик, 9 температуры в реакторе, соединенный через регулятор 10 с клапаном

11 расхода хладагента в теплообменннк 2.

Кроме того, устройство включает в себя два дифференциатора 12 и 13 и последовательно соединенные блок

14 деления и корректирующий блок 15.

Корректирующий блок 15 соединен с задающей камерой регулятора 10, а блок 14 деления своими входами для делителя и делимого связан соответственно через дифференциаторы 12 н 13 с датчиком 9 температуры в реакторе 1 и выходом блока 6 расчета УПК. устройство непрерывно определяет удельную производительность УПК по формуле где П - количество полимера в реак торе, т, К - количество катализатора в реакторе,:кr где а. - коэффициент a = 10-15, т/м; уровень в реакторе (опреде.ляется датчиком 4 ), м.

Количество катализатора в реакторы вычисляется по формуле (3) где 5 -. знак интегрирования, . F — расход катализатора в реМ актор (Определяется датчиком 3),кг/г, F - р схощ полимера из реактора (определяется датчиком 5), т/ч.

Производительность реактора F определяВтся выражением:

Регулятор 7 стабилизирует производительность реактора путем изме-, нения клапаном 8 расхода катализатора на основании сравнения заданной-и вычислительной производительности

При измене нйн УПК днффере нциатор 13 определяет скорость ее изменения (со знаком):

Ч, * ., (5) мк а

Одновременно ди4ференциатор 12 вычисляет. скорость изменения температуры

Блок 14 деления вычисляет отношение К этих скоростей: р .. (7) т корректирующий блок 15 выдает на регулятор 10 сигнал 67. на изменение температуры в реакторе 1.

ЬТ = B ç(i (8) где  — коэффициент, который определяется из диапазона 0,1-10 опыт- ным путем в зависимости от марки производимого полимера.

Изменение. температуры всегда, направлено на увеличение УПК. Например, если УПК начала уменьшать+ ся, то по формуле (5) Ч п„ с О. Пусть при этом температура увеличилась, т.е. Ч е 0. Тогда блок 14 вычислйт

25 /<0 и корректирующий блок 15 выдает сигнал на уменьшение температу ры: асс 0 по формуле (8).

Таким образом, если УПК начала уменьшаться, а температура увеличи30 ваться, то данное устройство благо-. даря работе блоков уменьшает температуры реактора, в результате чего УПК увеличивается.

Аналогично при других направле1 ниях изменения УПК и температуры реактора устройство вырабатывает изменение аТ задания регулятору 10, направленное на увеличение удельной производительности катализатора..

Стабилизация удельной произвОдительности катализатора- на максимальном (при данных свойствах катализатора и данных условиях реакции значении путем изменения температуры в реакторе позволяет уменьшить

45 количество расходуемого катализатора.

Данное устройство реализуется иа стандартных пневматических эле-. ментах УСЭППА, либо на управляющей

59 Энм.Испольэованне данного устройотва ,уменьшило. на 5-10% . расхсщ дорогостоящего катализатора,coîòâåòñòвенно количество каталнтнческих остатков в полимере сокращается на ту же величину, что улучшает качество полимера, снижает вефЬВтность выпуска некондиционнога продук:та и повышает производительность

:реактора полимеризации на 0,05%.