Способ регулирования процесса растворной полимеризации изопрена

 

Изобретение относится к способу регулирования процесса растворной полимеризации изопрена, проводимого в параллельно работающих батареях реакторов, и может быть использовано в нефтехимической промьпилеиности. Оно позволяет уменьшить энергозатраты на захолаживание шихты до 30%. Способ реализуется системой регулирования , включающей контур регулирования вязкости по Муни полимера после полимеризационных батарей изменением расхода хладагента, подаваемого в холодильник исходной шихты, а также уп .равляющую вычислительную машину (УВМ), которая рассчитывает суммарный расход шихты на все батареи реакторов и в случае повышения суммарного расхода увеличивает расход шихты на батарею реакторов с максимальным расходом шихты. При наличии нескольких батарей с максимальным расходом УВМ увеличивает расход на ту батарею, которая имеет не только максимальный расход, но и минимальное давление полимера после последнего реактора батареи , которое изменяется датчиками . Увеличение расхода производится до момента, когда вьш1еуказанное давление изменится до максимального пре ,дельно допустимого значения. При уменьшении суммарного расхода УВМ уменьшает расход шихгы на ту батарею реакторов, которая имеет минимальный расход шихты, а в случае нескольких батарей с минимальным расхо дом - на ту батарею, которая имеет не только минимальный расход, но и максимальное давление. Уменьшение расхода осуществляется до того момента, когда расход шихты на батарею не достигнет минимального предельного допустимого значения. 2 ил., 2 табл. S сл 00 со ь сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 0!) 7457 А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 4126079/23-05 (22) 25.06.86 (46) 23.05.88. Бюл. М - 19 (72) П.П.Шпаков, Л.М.Казакова, В.В.Солодкий, Б.А.Перлин, А.E.Зак и В.А.Лавров (53) 66.012-52(088.8) (56). Авторское свидетельство СССР

N - 412?04, кл. С 08 F 1/04, 1971.

Авторское свидетельство СССР

N- 1060626, кл. С 08 F 136/04, 1982. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

РАСТВОРНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ИЗОПРЕНА (57) Изобретение относится к способу регулирования процесса растворной полимеризации изопрена, проводимого в параллельно работающих батареях реакторов, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Оно позволяет уменьшить энергозатраты на захолаживание шихты до 307.

Способ реализуется системой регулирования, включающей контур регулирования вязкости по Муни полимера после полимеризационных батарей изменением расхода хладагента, подаваемого в холодильник исходной шихты, а также уп(51) 4 C 08. F 136/08, С 05 D 27/00 равляющую вычислительную машину (УВМ), которая рассчитывает суммарный расход шихты на все батареи реакторов и в случае повышения суммарного расхода увеличивает расход шихты на батарею реакторов с максимальным расходом шихты. При наличии нескольких батарей с максимальным расходом УВГ1 увеличивает расход на ту батарею, кото» рая имеет не только максимальный расход, но и минимальное давление полимера после последнего реактора батареи, которое изменяется датчиками. Увеличение расхода производится до момента, когда вышеуказанное давление изменится до максимального пре.дельно допустимого значения. При уменьшении суммарного расхода шихты

УВМ уменьшает расход ших гы на ту батарею реакторов, которая имеет минимальный расход шихты, а в случае нескольких батарей с минимальным расхо дом — на ту батарею, которая имеет не только минимальный расход, но и максимальное давление. Уменьшение расхода осуществляется до того момента, когда расход шихты на батарею не достигнет минимального предельного допустимого значения. 2 ил., 2 табл.

1397457

Изобретение относится к антомати— нации процесса полимеризации изопрена и может быть использовано н производстве синтетического изопренового каучука, в химической и нефтехимической промьппленности.

Целью изобретения является сниже<1ие энергозатрат на эахолаживание

«1ихть1. 10

На фиг, 1 представлена зависимость температуры Т, общего потока

<Пихты перед батареями реакторов от

<соотношения потоков mèõòû А (А=С:l :С, .< де G — расход потока шихты через 15 .j:c батарею реакторов; С вЂ” сумма потоков шихты через все батареи реакторов); на фиг. 2 — схема системы управления, реализующая способ.

В соответствии с предлагаемым 20 способом качество полимера (вязкость йо Муни) регулируют изменением темпе ратуры общего потока шихты перед батареями реакторов изменением подачи хг .адагента. При этом увеличение,цоли 25 г о ока шихты, подаваемого в оцну из батарей, приводит к уменьшению среднего времени пребывания шихты в этой батарее и к увеличению вязкости по

Муни поли.<ера этой батареи. Кроме то- 30

ro, увеличивается среднее время пребывания н остальных батареях, т.е. уменьшается вязкость по Муни на выходе этих батарей. Это приводит к экстремальной зависимости (фиг. 1) темпе- 3

> а syph) T . ox соотношения nozoKov ших0 ты А при стабилизации вязкости по Муни полимера.

Иэ зависимости следует, то максимальная температура, обеспечивающая минимальные энергозатраты на захолаживание ших гы, достигается при А=1 или

А=О, а это возможно если С будет равно ZG или нулю. В реальных условиях производства это приводит к необходи- 45 мости наибольшей или наименьшей загрузки одной из батарей реакторов.

Система управления (фиг. 2) содержит полимеризационные реакторы I-6, трубопровод 7 подачи шихты на полимеризацию, холодильник 8 ч трубопровод 9 годачи хладагента, клапан 10 на трубопроводе 9 подачи хлацагента в холодильник 8, датчик 11 температуры шмиты, смеситель 12, датчик 13 вязкости по Муки потока полимера после смесителя 12, регулятор 14 подачи хладагента, управляющую вычислительную машину.. (УМВ) 15, датчики 16 — 18 расхода ших-. ты на каждой батарее соответственно, датчики 19 — 21 давления на выходе каждой батареи соответственно, клапаны 22-24 на трубопроводах подачи шихты на батареи, датчики 25-27 концентрации полимера после первого реактора каждой батареи, регуляторы 28-30 и регулирующие клапаны 31-33 подачи катализатора в батареи реакторов соответственно, трубопровод 34 подачи катализатораа.

Схема работает следующим образом;

По трубопроводу 7 подается в реакторы 1,3,5 охлажденная в холодильнике

8 шихта. Хладагент поступает в холодильник 8 по трубопроводу 9 и подача Его регулируется с помощью регулятора 14 и клапана 10 в зависимости от температуры шихты, измеряемой датчиком 11 ° На входах в первые ре-, акторы 1,3,5 батарей с помощью датчиков 16-18 расхода соответственно измеряется расход шихты, поступающей в батареи реакторов. Информация от датчиков 16 — 18 расхода поступает на

УВМ 15. По трубопроводу 34 подается катализатор н батареи, расход которого регулируется с помощью регуляторов 28-30 и клапанов 31-33 в зависимости от концентрации полимера, измеряемой после. первого реактора датчиками 25-27 в каждой батарее соот— ветственно. На ныходе батарей с помощью датчиков 19-21 давления измеряются давления на батареях, значения которых поступают на УВМ 15. Полимер на выходе всех батарей единым потоком поступает в смеситель 12, на выходе которого датчиком 13 измеряется вязкость по Муни полимера и стабилизируется на заданном значении регулятором 14, воздействующим на клапан 10 трубопровода расхода хладагента в холодильник 8.

Информация о суммарном расходе шихты на цех G;, максимально допустимые значения давлений Р „, для батарей и минимально допустимые значения расхода шихты G äëÿ батарей поступают на УВМ 15.

При увеличении суммарного расхода шихты на величину ЬУВМ 15 по данным датчиков 16-18 расхода шихты выбирают одну или несколько батарей с наибольшими расходами шихты (в последнем случае по значениям с датчиков 19-21 ,< давлений из нескольких батарей находится батарея с меньшим давлением).

4 лений для батарей P =9 атм и мима кс нимально допустимых значениях расхода шихты G«„ =15 т/ч для каждой батареи, При увеличении суммарного расхода шихты на цех на УВМ 15 выбирается батарея с наибольшим расходом шихты.

При наличии двух батарей с одинаковым наибольшим расходом шихты иэ них выбирается батарея с наименьшим давлением и на клапан этой батареи направляется сигнал на увеличение подачи расхода шихты. При этом на УВМ 15 идет постоянное равнение текущего давлейия этой батареи с максимально допустимым. При достижении этого значения клапан прекращает увеличение расхода шихты. Дальнейшее увеличение расхода шихты осуществляется при помощи клапана той батареи, которая имеет наибольший расход шихты и меньшее давление.

При уменьшении суммарного расхода шихты УВМ 15 дает команду на уменьшение расхода шихты на батарею с наименьш м расходом шихты, а в случае, если их две, — на батарею с наибольшим давлением. Уменьшение расхода осуществляется до достижения минимально допустимого расхода шихты.

Данные процесса полимеразиции при регулировании по данному способу представлены в табл. 1.

Величина энергозатрат по данным двух наибольших расходов шихты на цех (при среднем расходе шихты

127,5 т/ч и средней температуре шихты -2,6 С) составляет 181,1к10 ккал/ч, а по данным двух наименьших расходов шихты на цех (при среднем расходе шихты 97,5 т/ч и средней темпера -ур е шихты -4, 1 С) — 172, 5х10 ккал/ч.

Пример 2 (контрольный) . Регулированиее процесса полимериз ации в производстве полиизопрена осуществляют при аналогичных примеру 1 условиях и рабочем режиме.

Вязкость по Муни стабилизируют на значении 77 единиц. При увеличении вязкости по Муни увеличивают температуру шихты уменьшением расхода хладагента, при уменьшении вязкости уменьшают температуру шихты. При этом концентрацию полимера стабилизируют также на значении 9,6 мас.Е, изменяя расход катализатора. При изменении суммарного расхода шихты в одну или другую сторону перераспределение рас139745

На клапан этой батареи подается сиг- . нал с УВМ 15 на увеличение расхода шихты в эту батарею. Клапан отрывается до тех пор пока давление P не доЭ

5 стигнет значения Р „, . Если величина Ь еще не исчерпана, то задание на увеличение подачи шихты подается на клапан другой батареи с наибольшим расходом и наименьшим давлением. 1О

При уменьшении суммарного расхода шихты на цех полимеризации по данным. датчиков 16-18 УВМ 15 выбирает одну или несколько батарей с наименьшими расходами шихты. На клапан батареи с большим давлением (по показаниям датчиков 19-21) из УВМ-15 поступает команда на уменьшение расхода шихты в эту батарею до заданного для нее минимально допустимого значения рас- 20 хода шихты G „,„ . При необходимости дальнейшего уменьшения расхода шихты подобный сигнал УВМ 15 дается на клаI пан другой батареи с наименьшим расходом шихты. 25

Пример 1. Процесс полимеризации проводят на трех параллельно работающих батареях, состоящих из каскада реакторов 1-6. По трубопроводу 7 подают в реакторы 1,3,5 охлажденную 30 в холодильнике 8 шихту до температуо ры -5 С. Информация с датчика 11 о температуре шихты поступает на регулятор 14. Катализатор подают по трубопроводу 34, расход которого в каждую батарею регулируют с помощью регу.ляторов 28 — 30 и клапанов 31-33 соответственно. На регуляторы 28-30 поступают данные с датчиков 25-27 концентрации полимера на выходе первых 40 реакторов .1,3,5. На УВМ 15 поступают данные с датчиков 16-18 расхода шихты, с датчиков 19-21 давления на батареях. Информация о вязкости по Муни полимера поступает с датчика 13 45 вязкости по Муни на регулятор 14, куда попадает заданное значение Муни, равное 77 единицам, которое стабилизируют, изменяя температуру шихты, расходом хладагента с помощью регули- 50 рующего клапана 10 на трубопроводе 9.

Концентрацию. полимера стабилизируют на уровне 9,6 мас.7 в первых реакторах, меняя расход катализатора с помощью регуляторов 28-30, воздействую- 55 щих на клапаны 31 — 33.

На УВМ 15 поступает информация .о суммарном расходе шихты на цех KG, максимально допустимых значениях дав1397457

Таблица!

Энергоэа-. траты на эахолашиIII батарея

11 батарея

1 батарен

Темлература, С, Суммар кай, расход шихты, Р > атм Расход ших ты, т/ч

Расход Рэ, атм катали затоP

Расхо катализа

Р,, а Расход шихты; т/ч

Расход каталилизаРасход ших ты, т/ч ванне шнхты, ккал

----х10 ч

ы, /

gc; тора, л/ч торя, л/ч

93,8 4,8 30

8,5 30

16О,2 !

91,4

17О,8

184,8

9i "5 3О 170 -2,9 60

93,8 5,0

93,8 6,0 30

93,8 . 6,0 30

93 8 6 О 40

46,9 4,4 25

93,8 5,0

124,5 6,2

78,1. 4,7

-2,3 65.

9,0 30

103,!

105 -3, 2- 65

203,1 9,0 15

Т а б л н ц а 2

111 батарея

I1 батарея

Энергоэатраты на эахолааи1 батарея

Суммар То, ный С расход шик ты, г:с;

Расход каталиР, атм

Расходшнхты, т/ч

Р, атм

Расход каталиРасход шихты т/ч

Расход Р,, атм каталиРасход шихты т/ч ванне шнхты, затора, л/ч затора, л/ч затора, Л/Ч ккал

----x10

210, 3

264,0

239,6

242.5

93,8 5,0

124,5 6,2

140,6 6,8

109,4 5,9

6,0

93,8

93,8 4,8 30

124,5 5,9 40

140 6 6 5 45

109,4 5,6 35

9о -5 3О

7,О

124,5

140,6 !

О9,4

-4 40.го

135 -3,2 45

1о5 -4,ã 35

7,7

6,4

35 ходов шихты по батареям происходит пропорционально предыдущим значениям.

Данные процесса полимеризации при регулировании по известному способу представлены в табл. 2.

Величина энергозатрат по данным двух наибольших расходов шихты на цех (три среднем расходе шихты 127,5 т/ч

И средней температуре шихты -3,6 6)} 1р с оставляет для известного способа

2 51,8х10 ккал/ч, а по данным двух н!аименьших расходов шихты (при средн|ем расходе шихты 97,с т/ч и средней ч емнературе шихты -4,6"С) — 226,4х: 15 х!10 ккал/ч.

Из примеров 1-2 следует, что велиина энергозатрат на захолаживание п ихты в среднем на 30% меньше по предzfaraeMoMy способу, чем по известному. 2р

Формула изобретения

Способ регулирования процесса растворной полимеризации изопрена, прово- 25 димого в параллельно работающих батареях реакторов, путем перераспределения расхода шихты по батареям в зависимости от их производительности, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на захолаживание шихты, стабилизируют вязкость по Муни полимера после полимеризационных батарей изменением расхода. хладагента, подаваемого в холодильник исходной шихты, определяют давление на выходе каждой батареи и при увеличении суммарной производительности батарей по шихте увеличивают расход шихты на батарею, имеющую максимальный расход шихты, а в случае нескольких батарей с максимальным расходом— на батарею, имеющую максимальный расход шихты и минимальное давление на выходе батареи, до достижения давлением максимально допустимого значения, а при уменьшении суммарной производительности батарей по шихте уменьшают расход шихты на батарею, имеющую минимальный расход шихты, а в случае нескольких батарей с минимальным расходом — на баратею с мини— мальным расходом шихты и максимальным давлением до достижения расходом минимально допустимого значения.

1397457

Составитель Н. Котельникова

Редактор Н.Гунько . Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Заказ 2563/25 Тираж 434 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