Способ автоматического управления процессом синтеза полиэтилена при переходе с режима на режим

 

Изобретение относится к способу автоматического управления процессом синтеза полиэтилена при переходе с режима на режим и может быть использовано в нефтехимической промышfV ленности. Оно позволяет уменьшить выпуск низкосортного продукта при переходе с одной марки полиэтилена на на 15%. Способ реализуется САУ, включающей блок 9 распознавания производимой марки полиэтилена, блок 10 задания на переход с начальной марки на конечную, блок 11 определения целесообразности выпуска промежуточной марки полиэтилена и принятия решения по переходу, блок 12 формирования и реализации управления для перехода на выпуск промежуточной марки полиэтилена, блок 13 формирования и реализации управления на выпуск конечной марки полиэтилена. Эти блоки находят оптимальную стратегию пе-( рехода от исходной марки полиэтилена до конечной (с выпуском промежуточных марок) и реализуют ее путем изменения расходов модификатора, инициатора и реакционной массы из реактора. 2 табл. 2 ил. 16 to (Л (СО со о оо о ел

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„Я0„, 1399305 А1 (5П 4 С 08 F 110/02 G 05 D 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4110278/23-05 (22) 25.08.86 (46) 30.05.88. Бюл. ¹ 20 (7 1) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (72) В.В.Гапеев и А.Э.Софиев (53) 66.012-52 (088.8) „ (56) Авторское свидетельство СССР № 500212, кл. С 08 Г 10/02, 1976, Технологический регламент процесса полимеризации этилена в трубчатом реакторе на установке "Полимер-50",—

Новополоцк, ПО "Полимер", 1978, разд. 5, этап 6, с. 54-57 ° (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СИНТЕЗА ПОЛИЭТИЛЕНА

ПРИ ПЕРЕХОДЕ С РЕЖИМА HA РЕЖИМ (57) Изобретение относится к способу автоматического управления процессом синтеза полиэтилена при переходе с режима на режим и может быть использовано в нефтехимической промыш1ф ленности. Оно позволяет уменьшить выпуск низкосортного продукта при переходе с одной марки полиэтилена на другую на 15%. Способ реализуется

САУ, включающей блок 9 распознавания производимой марки полиэтилена, блок

10 задания на переход с начальной марки на конечную, блок 11 определения целесообразности выпуска промежуточной марки полиэтилена и принятия решения по переходу, блок 12 формирования и реализации управления для перехода на выпуск промежуточной марки полиэтилена, блок 13 формирования и реализации управления на выпуск конечной марки полиэтилена. Эти блоки находят. оптимальную стратегию пе-< рехода от исходной марки полиэтилена до конечной (с выпуском промежуточных марок) и реализуют ее путем измеHeíèÿ расходов модификатора, инициатора и реакционной массы из реактора. 2 табл. 2 ил.

16

1399305

Из обре тение отно сится к ав томати ации химико-технологических процес ов и может быть использовано при правлении переходными режимами непрерывных химико-технологических

5 .i роцессов в многоассортиментных устаовках, в частности установках проязводства полиэтилена в нефтехимичесой промьппленности.

Цель изобретения — уменьшение выска низкосортного полиэтилена при ереходе с режима на режим.

На фиг. 1 показана блок-схема сис-15 емы управления, реализующая способ1 а фиг. 2 — взаимное расположение основных показателей качества полиэтилена (плотности у и показателя текучести расплава ПТР) трех марок полиэтилена (1, 2, 3), поочередно и неоднократно производимых многоассортиментной установкой, а также приведены неоптимальная 4 и оптимальная

5-8 стратегии перехода с выпуска 25 ,марки 3 продукта на выпуск марки 1.

Система автоматического управле-! ,ния трубчатым реактором 1 состоит из датчика 2 расхода модификатора на входе в реактор, датчика 3 расхода 30 инициатора на входе в реактор датЭ чиков 4, 5 температуры (количество их определяется конкретными технологическими особенностями процесса) по длине трубчатого реактора, датчика

6 давления в трубчатом реакторе, датчика 7 показателя текучести рас плава полиэтилена, датчика 8 плотнос;ти полиэтилена, блока 9 распознава,ния производимой марки полиэтилена,, блока 10 задания на переход с началь ной на конечную марку полиэтилена, блока 11 определения целесообразнос,ти выпуска промежуточной марки полиэтилена и принятия решения по перехо" ду, блока 12 формирования и реализа45 ции управления для перехода на выпуск промежуточной марки полиэтилена, блока 13 формирования и реализации управления для перехода на выпуск конечной марки полиэтилена, исполнитель50 ный механизм 14 на линии подачи модификатора в реактор 1, исполнителькый механизм 15 на линии подачи инициатора в реакторе 1, исполнительного механизма 16 на выходе потока реакционной смеси из трубчатого реактора 1.

Система автоматического управления трубчатым реактором работает следующим образом.

В блок 10 вводят задание на переход с начальной марки на конечную марку полиэтилена и параметры режима получения этой марки. Далее определяют с помощью датчика 2 расход модификатора, датчика 3 — расход инициатора на входе в реактор 1, датчиков 4, 5 — температуру реакционной смеси в реакторе, датчика 6 — давление в трубчатом реакторе, датчика

7 — показатель текучести расплава производимого полиэтилена, датчика

8 — плотность производимого полиэтилена.

Результаты измерений поступают в блок 9, где по значениям параметров распознается номер производимой в данный момент марки полиэтилена. Целесообразность производства при переходе промежуточной марки полиэтилена определяется в блоке 11. В блоке 12 формируется программа управления переходом с выработки исходной марки полиэтилена на выпуск промежуточной марки полиэтилена с плотностью и показателем текучести расплава промежуточными между значениями для исходной и конечной марками полиэтилена.

Программа реализуется через исполнительные механизмы 14, 15, 16.

В блоке 13 формируется программа управления переходом с выпуска промежуточной марки полиэтилена на выработку конечной марки полиэтилена, которая реализуется через исполнительные механизмы 14, 15 16. Затем система автоматического управления процессом перехода с производства полиэтилена исходной марки на выработку полиэтилена конечной марки прекращает работу.

Работа системы автоматического управления трубчатым реактором по формированию управляющего воздействия на давление в реакторе, расход инициатора и расход модификатора иллюстрируется на следующем примере.

Режимные границы значений параметров при производстве различных марок полиэтилена приведены в табл. 1.

1399305

Таблица 1

Марки полиэтилена

Параметры

Э16802-070 (2) Э15802-020 (2) Э17503-006 (1) Давление на входе в реактор, МПа

182-188

165-175

205-215

Максимальная температура в реакторе, С

245-255

290-300

300-310

Расход инициатора в реактор, л/ч

130-170

630-770

1000-1200

Содержание модификатора р реакционной смеси, 2,7-2,9

1, 1-1,5

7,6-7,8

Таблица 2

Выработка низкосо р тно го полиэ тилена, т

Переходы

Э 168 — Э 158

Э 158 — Э 175

Э 168 - Э 175

160

Выработка низкосортного полиэтилена при переходе с марки на марку (экспериментальные данные с установки) приведена в табл. 2.

Переход с производства одной марки полиэтилена, например 3, на выпуск другой марки, например 1, достигается путем реализации такой стратегии управления, чтобы за время переходного процесса вместо некондиционного продукта, у которого совокупность плотности и показателя текучести расплава не соответствует ни одной из производимых марок, получить как можно больше полиэтилена одной, например 2, или нескольких промежуточных марок из заданного ассоро тимента производства.

Пусть в начальный момент времени (фиг.2) на установке производится полиэтилен марки Ý16802-070 (3) при измеренных с помощью датчиков 2-6 давлении в реакторе — 170 МПа, мак1 симальной температуре в реакторе

305ОС, расходе инициатора в реактор1100 л/ч и содержании модификатора в реакционной смеси 7,7X..

В блок 10 вводится номер марки полиэтилена Э17503-006 (1), на производство которой нужно перевести процесс в реакторе, и параметры реЗ0 жима получения этой марки: давление в реакторе — 205 Мйа, максимальная температура в реакторе 255 С, расход инициатора в реактор 170 л/ч, содержание модификатора в реакционной смеси 2,8Х.

В блоке 11 происходит проверка (но табл.2) возможности получения меньшего количества низкосортного полиэтилена при выпуске какой-либо

40 промежуточной марки продукта при переходе с Э16802-070 на Э1.7503-006.

В данном случае оказывается, что при выпуске промежуточной марки Э15802Э15802-020 (2) суммарная выработка

4б низкосортного полиэтилена равна

140 т (60 т + 80 т) (стратегия перехода 5, 6, 7, 8), а при прямом переходе (стратегия перехода 4) — 160 т.

Так как 160 ) 149, то в блоке 11 принимается решение о переводе процесса на выпуск промежуточной марки полимера 315802-020. Выбирается оптимальная последовательность перехода:

Переход (5) из начального состояния процесса к режиму производства полиэтилена Э16802-070 (3) с плотностью и показателем текучести расплава, ближайшими к параметрам марки

315802-020 (2), обеспечивающимся пав.

1399305 лением в реакторе 175 МПа, максимальной температурой в реакторе 300ОС, расходом инициатора в реакторе—

1000 л/ч, содержанием модификатора в реакционной смеси 7,6%. В процессе

5 этого перехода низкосортный продукт не вырабатывается.

Переход (6) с выпуска :.àðêè

Э16802-070 (3) на производство полиэтилена марки Э15802-020 (2) плотностью и показателем текучести расплава, ближайшими к.параметрам марки

Э16802-070, обеспечивающнмся давлением в реакторе — 182 МПа, максималь- 15 ,ной температурой в реакторе — 300 С, расходом инициатора в реакторе

770 л/ч, содержанием модификатора в реакционной смеси — 1,5 . В процессе этого перехода вырабатывается низкосортный продукт.

В блоке 12 рассчитываются соответствующие каждому из этих переходов (5 и 6) величины изменения во времени: давления.в реакторе (+5 МПа и 25

+7 МПа соответственно), расхода инициатора в реактор (-100 л/ч и ,-230 л/ч), расхода модификатора, со ответствующего изменению его концентрации (-0,1 и -6, 1 ), Рассчитанные 30 управления выдаются на соответствующие исполнительные механизмы 14, 15, 16.

При определении в блоке 9 (фиг.1) момента установления в реакторе за данного режима производства марки полиэтилена Э15802-020 в блоке 11 происходит проверка (по табл.2) возожности получения меньшего количества низкосортного полиэтилена при 4о

ыпуске какой-либо промежуточной

«чарки продукта при переходе с Э15802-020 íà 317503-006. В данном случае оказывается, что такой промежуточной марки полиэтилена нет. Тогда в блоке 11 принимается решение о прямом переводе процесса на выпуск конечной марки полиэтилена

317503-006.

Переход (7) с режима выпуска мар,ки полиэтилена 315802-020, близкого к выработке марки полиэтилена Э16802-070, к режиму, близкому к выработке конечной марки полиэтилена 317503-006, обеспечивающимся давле55 нием в реакторе 188 MIIa максималь««ой температурой в реакторе 290 С, расходом инициатора в реакционной смеси 630 л/ч, содержанием модификатора в реакционной смеси 1,5 . В процессе этого перехода низкосортный продукт не вырабатывается.

Переход (8) с выпуска марки

315802-020 на производство полиэтилена марки Э17503-006 с плотностью и показателем текучести расплава, ближайшими к параметрам марки

Э15802-020, обеспечивающимся давлением в реакторе 205 МПа, максимальной температурой в реакторе 255 С, расходами инициатора в реакторе

170 л/ч, содержанием модификатора в реакционной смеси 2,7 . В процессе этого перехода вырабатывается низкосортный продукт.

В блоке 13 рассчитываются соответствующие каждому из этих этапов (7, 8) величины изменения во времени: давления в реакторе (+6 NIIa и +

+ 17 ИПа), расхода инициатора в реактор (-140 л/ч и -460 л/ч), расхода модификатора, соответствующего увеличению его концентрации (+О и

+1 2 ). Рассчитанные управления вы1 даются на соответствующие исполнительные механизмы 14, 15, 16.

На этом работа системы автомати ческого управления переходом с режима на режим заканчивает свою работу.

Выпуск низкосортного полиэтилена при этом уменьшается на 15 . о

Формула изобретения

О

Способ автоматического управления процессом синтеза полиэтилена при переходе с режима на режим, заключающийся в программном по времени изменении давления в трубчатом реакторе, расходов модификатора и инициатора на входе в трубчатый реактор от состояния, соответствующего максимальной температуре, давлению в трубчатом реакторе и расходам модификатора и инициатора на входе в трубчатый реактор при производстве исходной марки полиэтилена в начальный момент времени, до состояния, соответствующего максимальной температуре, давлению в трубчатом реакторе и расходам модификатора и инициатора на входе в трубчатый реактор при выработке полиэтилена конечной марки в конечный момент времени, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью уменьшения выпуска низкосортного полиэтилена

g /< 3g

0927

0825

0,82 hwJ

ОУб, Фиг.2

Составитель В.Шувалов

Техред И. Ходанич Корректор В. Бутяга

Редактор M. Товтин

Заказ 2639/27

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

139930 при переходе с режима на режим, дополнительно реализуется программное по времени поэтапное изменение давления в трубчатом реакторе, расходов модификатора и инициатора на входе в

5 трубчатый реактор от состояния, соответствующего производству исходной марки полиэтилен а, до сос тояния, соответствующего максимальной темпера-1О туре, давлению в трубчатом реакторе и и расходам модификатора и инициатора на входе в трубчатый реактор при— производстве одной из марок полиэтилена со значениями вязкости и показателя текучести расплава, промежуточными между значениями исходной и конечной марок полиэтилена, далее — от состояния, соответствующего производству промежуточной марки полиэтилена, до состояния, соответствующего максимальной температуре, давлению в трубчатом реакторе и расходам модификатора и инициатора на входе в трубчатый реактор в конечный момент времени при производстве конечной марки полиэтилена.