Способ контроля плотности реакционной среды в химическом реакторе периодического действия

 

Изобретение относится к исследованиюфизических свойств веществ, а именно к определению плотности или удельного веса материалов. Целью изобретения является повышение информативности определения плотности реакционной полимерной среды за счет обеспечения возможности определения местонахождения и направления движения центра повышенной плотности. При контроле плотности реакционной полимерной среды в химическом реакторе периодического действия измеряют интенсивность двух коллимированных пучков If-излучения, прошедших через реакционную среду. Местонахождение центра повьш1енной плотности определяют по отношению интенсивностей пучков Х -излучения, а направление движения - по изменению этого отношения во времени. I ил. (Л со ел 4 О 05 00

.СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (51) 4 G 01 N 9/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 3928353/31-25 (22) 12.07.85 (46) 23.11.87. Бюл. !(43

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (71) Институт химической физики

АН СССР и Московский автомобильнодорожный институт (72) В.А. Воробьев, Ф.С. Дьячковский и А.Д. Соснин (53) 532.14(088.8) (56) Уваров Б.А. Кинетические закономерности полимеризации пропилена в режиме полного заполнения реактора.:

Дисс. КХН, — М., 1981, с. 40.

Патент США Ф 3257363, кл. 26088.2, !961. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЛОТНОСТИ РЕАКЦИОННОЙ СРЕДЫ В ХИМИЧЕСКОМ РЕАКТОРЕ

ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к исследованию- физических свойств веществ, а именно к определению плотности или удельного веса материалов. Целью изобретения является повышение информативности определения плотности реакционной полимерной среды за счет обеспечения возможности определения местонахождения и направления движения центра повышенной плотности. При контроле плотности реакционной полимерной среды в химическом реакторе периодического действия измеряют интенсивность двух коллимированных пучков -излучения, прошедших через реакционную среду. Местонахождение центра повышенной плотности определяют по отношению интенсивностей пучков -излучения, а направление движения — по изменению этого отношения во времени. 1 ил.

Изобретение относится к области исследования физических свойств веществ, а именно к определению плотности материалов путем наблюдения за прохождением излучения или потоков элементарных частиц через материал, и может быть использовано в системе автоматического управления процессом полимеризации, регулирования производительности автоклавного реактора и контроля качества получаемого полимера.

Цель изобретения — повышение информативности определения плотности неоднородной реакционной полимерной среды за счет обеспечения возможности определения местонахождения и направления центра повышенной плотности.

На чертеже схематично показан реактор, снабженный средствами контроля, поясняющий осуществление предлагаемого способа.

Детекторы 1 и 2 расположены с внешней стороны стенки реактора Э.

Схема 4 регистрации выдает сигнал на регулирование расхода на входе 5.

Расстояние между детекторами 1 и 2 выбирается в зависимости от разрешающей способности детекторов. Расстояние от детекторов до источника 6 равны между собой. Центр 7 повышенной плотности может появиться в любом месте внутреннего объема реактора (на чертеже снизу от детекторов).

Показания скорости счета N, первого и N второго детекторов определяются средней плотностью реакционной массы, каждый на своем участке контроля в соответствии с известным законом ослабления и,=и, . 1"", N =N ° е

0 > где И, — начальная скорость счета от источника, имп./c;

1 — коэффициент поглощения гам. ма-излучения, см /г;

Й вЂ” расстояние от источника до детектора, см — средние плотности материала, находящегося между источником и первым и вторым детектором, г/см

Следствием этого закона является то, что каждому значению средней плотности среды соответствует одно показание детектора, а значит и оп4063 ределенное отношение этих показаний. По значению измеренного отношения N рассогласования плотности на участках конт5 роля о, первого и 0 второго каналов регистрации ь 1 = 1, -() =k ln N i /N2, где k=-p d.

При определении значения рассогласования о плотности через показания детекторов возможны три случая.

Знак рассогласования может быть положительным (np» О, отрицательным (d(c О) и равным нулю (ь =О). Рассогласование равно нулю в случае равенства показаний обоих детекторов. Это может произойти или при равномерном распределении плотности в контролируемом объеме, или при появлении центра повышенной плотности в плоскости на одинаковом расстоянии от двух каналов регистрации.

В последнем случае начальная кривая поведения плотности в процессе поли2б меризации отличается от известной теоретической.

При положительном рассогласовании (A) = t>,- p )0) показание N первого детектора меньше скорости счета N

g0 регистрируемой вторым детектором, так как

Ь > =, - >,=-pdln —

Такая информация говорит о наличии неравномерности в распределении плотности в контролируемом объеме. Причем центр 7 IIoBbIIIIeHHQH плотности находится ближе к первому детектору, 40 так как плотность на его участке больше, чем на участке контроля второго ,цетектора. Аналогично при отрицательном рассогласовании. Контроль плотности неоднородной реакционной полимерной среды происходит на основании периодического определения значений

С„ по указанным уравнениям. Для обоих каналов информации.(детекторов) строятся зависимости C„ =f(t ) и C„ =f(Г,; ).

При равномерном распределении полимера ход этих зависимостей известен и одинаков для обоих детекторов. В момент времени t; экспериментальные

1 значения Сд и С„ сравниваются с и, П2

65 соответствующими значениями на теоретической кривой Сд, =f(t;) и C„ =

f(t; ). Если экспериментальные значения равны и повторяют теоретические значения, концентрация полимера из13540 во времени. меняется равномерно и процесс полимеризации развивается нормально. В этом случае происходит анализ следующих показаний детекторов в момент времени

i Ф!

Несоответствие экспериментальных и теоретических значений С„ хотя бы в одном детекторе говорит о наличии неравномерности, однако наличие двух детекторов позволяет определить ближе к какому из каналов регистрации находится центр повышенной плотности, т.е. î его местонахождении относительно линии контроля говорит знак рассогласования экспериментальных j5 значений и р в обоих каналах определено из уравнений (1). Величина этого рассогласования несет информацию о направлении движения центра повышенной плотности. Производная рассо- gp гласования по времени говорит о скорости увеличения неоднородности.

Таким образом, применение двухканальной регистрации дает возможность получать информацию.о процессе изме- 25 нения состояния реакционной полимерной среды на всем протяжении полимериэации. (Согласно способу возможно примене- 30 ние двух и более каналов регистрации путем увеличения количества детекторов и изменения геометрии измерения.

При этом нахождение мест наиболее вероятного появления неравномерности в объеме реактора позволяет оптимизировать количество каналов регистрации и места установки детекторов.

Изобретение позволяет повысить информативность при определении плот- 40 ности неоднородной полимерной среды, что обеспечивает более высокое качество получаемого полимера иэ-за воз63 4 можности своевременного устранения неоднородности реакционной массы.

Способ также обеспечивает более оптимальный режим работы реактора по производительности. Появляется возможность доводить плотность полимера до своей верхней границы еще внутри реактора. В настоящее время это происходит на стадиях дальнейшей обработки полимера, а не в реакторе. Невозможность вести полимеризацию до конца обусловлена отсутствием надежного контроля состояния реакционной полимерной среды. Способ может более полно по сравнению с известными решить задачу, повысив тем самым эффективность управления процессом полимериэации.

Ф о р м у л а изобретения

Способ контроля плотности реакционной среды в химическом реакторе периодического действия, заключающийся в измерении интенсивности коллимированного пучка (-излучения, прошедшего через реакционную среду, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности определения плотности неоднородной реакционной полимерной среды за счет обеспечения воэможности определения местонахождения и направления движения центра повышенной плотности, измеряют интенсивность двух коллимированных пучков (†излучен, прошедших через реакционную среду, о местонахождении центра повышенной плотности судят по отношению интенсивностей пучков Г -излучения, а о направлении движения центра повышенной плотности — по изменению этого отношения

1354063

Составитель В. Ксензов

Редактор И. Горная Техред М.Ходанич Корректор М. Шароши

Заказ 5685/37 . Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4