Способ автоматического управления процессом получения синтетического каучука

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО КАУЧУКА, основанный на усреднении показателей полимера в полимеризате путем смешения его потоков с нескольких параллельно работающих полимеризацйонных батарей и изменении расхода шихты на полимеризационные батареи в зависимости от параметров процесса, отлИч ающ и и с я тем, что, с целью повьшения однородности каучука по его физико-механическим показателям и снижения затрат на проведение процесса , измеряют расходы шихты на полимеризационные батареи, уровень полимеризата в усреднителе и раскод полимеризата из него, определяют сглаженные значения расхода шихты на полимеризационные батареи, расхода полимеризата из усреднителя и за-. данный уровень полимеризата в нем и воздействуют на расход шихты на каждую полимеризационную батарею от найденньтх сглаженных значений расхода полимеризата из усреднителя , заданного уровня полимеризата (Л в нем и измеренного значения этого уровня в усреднителе, суммарного значения расходов шихты на полимеризационные батареи и найденного сглаженного значения расхода шихты на данную полимеризационную батарею.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3792389/23-05 (22) 16.08.84 (46) 23.12.85. Бюл. М- 47 (72) В.Ф. Поплавский, С.А. Карелин, В.И. Галкин, О.А. Киселев, А.С. Эст рин, Е.М. Кукарцев, Г.М. Абросимов, М.Н. Максимов и А.П. Шухин (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 412204, кл. С 08 Р 136/04, 1971 ..

Авторское свидетельство СССР .

У 476274, кл.. С 08 F 2/00,,1973. (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО КАУЧУКА, основанный на усреднении показателей полимера в полимеризате путем смешения его потоков с нескольких параллельно работающих полимеризационных батарей и изменении расхода шихты на полимеризационные батареи в зависимости от параметров процесса, о т л и ч а ю—

„„ С 08 Г 136/04; Cz 05 D 27/00 шийся тем, что, с целью повышения однородности каучука по его физико-механическим показателям и снижения затрат на проведение процесса, измеряют расходы шихты на полимеризационные батареи, уровень полимеризата в усреднителе и расход полимериэата из него, определяют сглаженные значения расхода шихты на полимеризационные батареи, расхода полимеризата из усреднителя и заданный уровень полимеризата в нем и воздействуют на расход шихты на каждую полимеризационную батарею от найденных сглаженных значений расхода полнмеризата иэ усредните- g ля, заданного уровня полимеризата в нем и измеренного значения этого уровня в усреднителе, суммарного значения расходов шихты на полимеризационные батареи и найденного сгла- 8 женного значения расхода шихты на данную полимеризационную батарею.

Изобретение относится к автоматизации процессов получения синтетических каучуков, например СКИ, СКД, СКС и др., и может быть использовано в химической и нефтехимической, промышленности.

Целью изобретения является повышение однородности каучука по его физико-механическим показателям и снижение затрат на проведение процесса. . На чертеже изображена система, реализующая предлагаемый способ.

Система состоит из полимеризационных батарей 1 и 2, усреднителя 3, мешалки 4, контура регулирования расхода шихты на полимеризационную батарею 1, состоящего из датчика 5, регулятора 6 и клапана 7, контура регулирования расхода шихты на полимеризационную батарею 2, состоящего из датчика 8, регулятора 9 и клапана 10, управляющей вычислительной машины (УВМ) 11, датчика 12 расхода полимеризата и датчика 13 уровня в усреднителе.

Полимеризационную шихту, представляющую собой раствор мономера (изопрена) в растворителе (изопентане), подают на полимеризационные батареи 1 и 2, где в присутствии катализатора осуществляется образование полимера. При этом полимер с равных полимеризационных батарей отличается своей концентрацией в растворе и качественными показателями, например, вязкостью по Муни,. пластичностью и т,д. Для получения однородного по качественным показателям полимера раствор полимера (полимеризат) из полимеризационных батарей 1 и 2 направляют в усреднитель 3, где его непрерывно перемешивают мешапкой 4. Полимеризат из усреднителя 3 подают на агрегаты дегазации, а далее — на агрегаты выделения. Агрегаты дегазации и особенно агрегаты выделения часто останавливают на ремонт из-за механических поломок. В связи с этим изменяют (уменьшают) расход полимеризата на агрегат дегазапии (при коллекторной подаче пульпы с агрегатов дегазации на агрегаты выделения) или останавливают соответствующий агрегат дегазации (при парной работе агрегатов выделения и дегазации). лт = "1 Fn i +(1, ) Fzz. (1) A где Fп — сглаженное значение пт1 расхода полимеризата из

15 усреднителя 3 на текущем шаге расчета управляющих воздействи ; коэффициент сглаживания.

По информации о сглаженном зна20 чении расхода. полимеризата опредезад ляют заданный общий расход F шихты на полимеризационные батареи:

Сглаживание расхода полимеризата исключает скачкообразные изменения расходов шихты на полимеризационные батареи и тем самым исключает возмущения на процесс полимеризации. Да30 лее определяют заданное значение уровня Н полимеризата в усреднителе 3 по формуле (3) 35 где а и Ь вЂ” константы, учитывающие предельно допустимые значения уровня полимеризата.

При этом при увеличении расхода полимеризата заданное значение уровня уменьшается и наоборот. Это позволяет создать запас для повышения уровня в случае отключения агрега45 тов дегазации или выделения и тем самым исключить необходимость резких

"изменений расходов шихты.

Сглаживают заданное значение уровня по Формуле

50 д зад л ЗаД

Н. =ю Н ° + (1- с ) Н -,, (4) 40 л ОД где Н

1 сглаженное заданное значение уровня полимеризата в усреднителе 3 на текущем шаге расчета управляющих воздействий; коэффициент сглаживания.

199758 ъ

Управление процессом получения синтетического каучука по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

Информацию с датчиков 5, 8, 12 и 13 вводят в УВМ 11.

Сглаживают измеренный расход

Р„; полимеризата из усреднителя 3 по формуле

3

Рассчитывают верхнюю Н . и нижнюю Н с уставки сглаженного заданъ; ного .уровня соответственно по формулам заА

НЬ, Ъа4

1« за А

=Н Ä +aH (5) л зад заД

=Н; -дН (6) 1199758 щем шаге расчета управляющих воздействий;

1 э — коэффициент сглаживаниЯ.

Для каждой полимеризационной батареи рассчитывают верхнюю F зад 1

< (7)

«ад где Н„„° — значение верхней или нижней уставки сглаженного заданного уровня полимеризата в усреднителе 3.

Корректируют заданный общий расход шихты в зависимости от отклонения дН; по формуле за А

F * . =F,,+К . aH +K

1<1 <>gq z «< ale P < где F *

Ь ОБЦ < — скорректированное заданное значение общего расхода шихты; — константы; — дисперсность определения и выдачи управляющих воздействий.

Kl1l К п1

Сглаживание заданного значения уровня полимеризата в усреднителе 3 и определение его уставок дает возможность корректировать заданное значение общего расхода шихты на полимеризационные батареи только в исключительных случаях, т.е. при скачкообразных изменениях расхода полимеризата из усреднителя 3.

Сглаживают измеренные расходы

F шихты на полимеризационные батареи 1 и 2 по формуле

ы з ш ; (1 з). Fû, -1 где F

«< )< сглаженное значение расхода шихты на полимеризационную батарею на текуr e Н"д д и — предельно допустимое отклонение уровня полимеризата в усреднителе 3 от его сглаженного заданного значения.

Сравнивают измеренное датчиком 13 значение уровня Н в усреднителе 3 с уставками .и, если оно вышло эа пределы уставок, определяют отклонение

ЕН; уровня от ближайшей уставки: зад зад

10 зад - зад

Г, „. =F„, -a F, ° (11) зс<А

rpeaF — предельное отклонение !

5 заданного расхода шихты на полимериэационяую батарею от сглаженного зна-. чения расхода шихты.

Сравнивают суммарный расход шихты

F на.полимеризационные батареи с заданным общим расходом шихты и определяют рассогласование между ними: (10) и

ЛF,= F -F " ., (12)

ul og14

25 где n — количество полимеризационных батарей (n=2), В зависимости от рассогласования

Ь F; корректируют общий расход шихты по формуле

«« 1 р.. <(13) где Р**, — скорректированный по

«l 0Ьщ < суммарному расходу шихты на полимеризационные батареи общий расход шихты;

К„,К„ — константы.

40 Ойределяют заданный Расход Fl„; заА шихты на полимеризационную батарею:

F в . <1 . эаА F * п

Для каждой полимеризационной батареи ограничивают заданный расход шихты с помощью нелинейного звена типа упор по формуле заА эад заА -зад зад аА

<<1<-1 и з 11 н — F " ,й," Ю,,-1 Ы, - l«jgj

1 н<

< мд — зад зад зад

F . ° 1Ь )j

ы Ь > ы><-1 1<1 4I)g, з

55 — ЗаА где F

Ы)< — ограниченное заданное значение расхода шихты на полимеризационную

3 батарею на текущем шаге расчета управляющих .воздействий; приращение заданного расхода шихты на полимеризационную батарею.

Корректировка заданного общего расхода шихты по сумме расходов шихты на полимеризационные батареи и ограничение задания по расходу шихты на каждую батарею с помощью звена

tl II типа упор позволяют перераспределять нагрузку между полимеризационными батареями в случае повышения давления в одной из батарей, так как дополнительное открытие клапана при этом не дает сколько-нибудь существенного увеличения расхода.шихты на зту батарею. Звено типа "упор" дает также возможность сразу реагировать на выход уровня полимеризата в усреднителе 3 за уставки и на изменение расхода полимеризата из усреднителя.

Сигналы, соответствующие ограниченным заданным расходам шихты на полимеризационные батареи, с УВМ 11 выдают на регуляторы 6 и 9, которые по информации с датчиков 5 и 8, воздействуя на клапаны 7 и 9, приводят расход шихты на полимериэационные батареи I и 2 к заданным значениям.

Таким образом, измеряя расход полимеризата и определяя по нему эа1199758 Ь данный общий расход шихты на полимеризационные батареи, учитывают производительность агрегатов дегазации и .выделения. Корректируя заданный уровень полимеризата в усреднителе по расходу полимеризата из него, создают заблаговременный запас по накапливанию полимериэата в случае отключения агрегатов дегазации

)p или выделения, а это позволяет плавно регулировать расходы шихты на полимеризационные. батареи. Кроме того

t изменяя общий расход шихты постепенно, в зависимости от сглаженного расхода полимеризата, также исключают внесение возмущений в процесс полимеризации резким изменением расхода шихты. Корректировка общего расхода шихты в зависимости от сумgp марного расхода шихты на полимеризационные батареи и ограничение заданий регулятором расходов шихты на полимеризационные батареи с помощью звена типа "упор" дают возможность

25 перераспределять нагрузку между бата-. реями при повышении давления в одной из них. Все это существенно повышает однородность полимера по его физико-механическим показателям и

У вместе с тем, повышает ритмичность работы агрегатов дегазации и выделения, что приводит к снижению расхода растворителя на 7,6Х, а расхода катализатора на 5%. Все это приводит к уменьшения затрат на проведение процесса. щЩЯуЩ Заказ 7790/28 Тираж 474 Подписное

Филиал ШШ Патент11, г. Ужгород, ул.Проектная,4