Способ управления непрерывным процессом растворной полимеризации бутадиена

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4184264/23-05 (22) 19.01.87 (46) 07.03.89. Бюл. В.9 (72) С.В.Подкопаева, P.À.Õèòðîâà, Л.А.Коломыцев, А.P.Ñàìîöâåòîâ, Н.А.Коноваленко, И.П.Гольберг, В.А.Пахомов и Ю.И.Черепов (53), 678.762.2.02 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1289870, кл. С 08 F 136/06, 1985.

Филимонов В.Г. Получение стереорегуляторных синтетических каучуков.

М.: ЦНИИПИ, 1964, с. 5, 6, 19-24. (54) СПОСОБ. УПРАВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫМ

ПРОЦЕССОМ РАСТВОРНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

БУТАДИЕНА ,(57) Изобретение относится к управлению технологическим процессом . растворной полимеризации бутадиена и может быть использовано в производ1

Изобретение относится к управлению технологическим процессом растворной полимеризации бутадиена и может быть использовано в производстве синтетического каучука, в частности при получении низкомолекулярных го" мо- и сополимеров анионной полимеризацией с передачей цепи.

Целью изобретения является стабилизация значений динамической вязкости полимера.

Пример 1. Процесс растворной полимеризации бутадиена проводят в каскаде из трех полимеризаторов (по 2 и 3 каядый), шихта в которые подается параллельно, а подача компонентов каталитического комплекса алоксида калия (ROK) и нормального

„„SU„„3463736 A 1 (51)4 С 08 F 136/08, G 05 D 27/00 стве синтетического каучука, в частности при получении низкомолекулярных гомо- и сополимеров анионной полимеризацией с передачей цепи. Изобретение позволяет в два раза уменьшить величину максимального отклонения динамической вязкости получаемого полимера от заданного значения за счет того, что в процессе растворной полимеризации бутадиена в каскаде реакторов с подачей каталитического комплекса в первый реактор, а шихты — в каждый из реакторов каскада расход шихты регулируют в зависимости от производительности бутадиена, заданного значения динамической вязкости, температуры в реакторе и молярного соотношения алоксида калия и нормального литийбутила в каталитическом комплексе. 1 ил.

) 2 литий бутила) (н. LiBu) осуществляется в первый полимеризатор.

На чертеже представлена блок-схе -. ма способа регулирования.

Схема содержит полимеризаторы 1-3, датчики 4.1-4.6 расхода, регулирующие

-органы 5.1-5.5, регуляторы 6.1-6.5 расхода, датчики 7 ° 1-7.3 температуры и вычислительное устройство (ВУ) 8.

Расходы компонентов каталитического комплекса регулируют локальными регуляторами 6.1 и 6.2 расхода, а

1. .сигналы от датчиков 4.1 и 4.2 расхода поступают на ВУ 8. На ВУ также поступают сигналы от датчиков 7.1—

7 ° 3 температуры и от датчика 4.6 расхода шихты.

1463736 — Π046

35 (ROK) 0,8 гн.LzBu) 19,2

0,8

Далее ВУ рассчитывает скорость подачи шихты в полимеризаторы по сле- 40 дующему алгоритму: ,) . 29,32+23,8б| чВ у + G,37, Т (Г4(Ж 1

У 17 6 мОль мон, 45 мин моль кат. в реакторе

93 он. мин. моль кат. в реакторе7

МОЛЬ МОН мин моль кат. в реакторе 4

V g 1

m =- — +—

V 4 2

Ч (1 + m,)

V 4

1+m, I

m, == 0,6757

Расход шихты в каждый полимериза тор регулируют регуляторами 6.3-6.5 7асхода задания на которые поступают

Р от вычислительного устройства в за5 висимости от следующих параметров: заданной динамической вязкости (44 „„ „,„ )2 измеряемой температуры в полимеризаторах (Т); измеряемого

:расхода шихта (Р); измеряемого расхо- 1р а модификатора (ROK); измеряемого асхода инициатора (н, Li13u). Концентрация бутадиена в шихте 40 мас.Е, заданная динамическая вязкость равна 8+0 5 П.

Измеряемые параметры; температура в полнмеризаторах равна 1 - 70 С, 2 — 75 С, 3 — 80 С; расход шихты ,800 кг/ч; расход модификатора

28 кг/ч; расход инициатора 19,2 кг/ч. 20

Вычислительное устройство рассчи(ROK3 тывает молярное соотношение (Н.ЬiÂu) следующим образом: по известной плотности растворов модификатора и ини- 26 циатора и их концентрации в растворе ,определяется цодача компонентов ка:талитического комплекса и рассчитывается ихчмолярное соотношение .

В заданном примере плотность равна 0,8 кг/л, концентрация модификатора в растворе 0,046 моль/л; концент рация инициатора в растворе .0,17 моль/л, поэтому

m = 0,5644

P кк

1+m +ш2

P. m, 1 + m, + m<

Р ° m2

1+m +m

G 357,1 —; G 241,3 —, кг кг

G = 201,6—

7 6 МОЛЬ МОН, мин.моль кат. в реакторе

V — 19 93 мин.моль кат. в реакторе

19 93 1 1 и) .= + — » — = О 65577

17,6 4

= 358 кг/ч;

1+m, Р m, — 242 кг/ч.

1+m, G

В случае изменения технологических параметров (возникновение в объекте неконтролируемых возмущений) производится пересчет скорости подачи шихты в.полимеризаторы каскада.

Например, расход модификатора уменьшился до 25 кг/ч, молярное соотношение стало равно 25:0,8

= 31 25 0,046 == 1,4375 моль/ч, тогда

GROK) 1,4373

i í.1zBu) 4,08

Для каскада из двух полимеризаторов: V,:= 12,9858; V< = 14,8358;

Пример 2. Два попимеризатора в каскаде, содержание бутадиена в шихте 40 мас.%.

Заданная динамическая вязкость равна 8+0,5 П.

Измеряемые параметры: температура в полимеризаторах равна 1 — 70 С, 2 — 75 С расход шихты 600 кг/ч; расход модификатора 28 кг/ч; расход инициатора 19,2 кг/ч.

Рассчитываемое молярное соотношенне = 0,3946.

LROK 3 (Н.Ь ВН )

Вычислительное устройство рассчитывает скорость подачи шихты в полимеризаторы

1463736

m, = 0,68; G, = 357,1 кг/ч G =

242,9 кг/ч. и от BY на регулятор расхода поступает новое задание.

При переходе с одного технологи5 ческого режима на другой также производится с помощью вычислительного устройства пересчет скорости подачи шихты в реакторы .каскада, величины которой являются заданием для регуля- 1р торов расхода.

Например, общая производительность установки должна быть уменьшена до

500 кг/ч. Так как остальные технологические параметры поддерживаются 15 на том же уровне, то расчет скорости подачи шихты в реакторы дает устанавливают в зависимости от производительности батареи по формулам

P m, 2 !

+ m + Ш + 222З+ ° ° °

P° m 236 где P

V 1 1 ше +

V 4 2 шт

1 + m„

2 .

С = 297,6 кг/ч;.

500 ае f 68 = 202 4 нг/и

500 0,68

1+m,+ш + ... +m) +m,+mт+ mэ+ ° ° ° +m„ — производительность батареи, кг/ч, С...„- скорость подачи шихты соответственно в 1,2, и полимеризаторы, кг/ч;

Формула изобретения

Способ управления непрерывным процессом растворной полимеризации бутадиена, проводимом в каскаде последовательно соединенных полимеризаторов при параллельной подаче полимеризационной шнхты и стабилизированных подаче каталитического комплекса в первый полимеризатор и температуре в каждом полимеризаторе при использовании заданной динамической вязкости полимера, температуры и соотношении компонентов каталитического комплекса, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью стабилизации динамической вязкости полимера, расход шихты в каждый попимеризатор

1 +т,+ш + ° .. +mn.

\, „„ -23,32т23,66 вот М2,322.

; 2

О» 9

2, ..., n3

Ч; — приведенная скорость подачи

3Q . шихты в 1,2, ..., и полимемоль мон. ризаторы, мин моль кат.

Т . — температура в i-м полимери3 заторе, С; — заданная динамическая вязв 63. 666236 кость, П, (RoK 3 — - монярное соотношение

f LiBu ) алкоксида калия и литий бутила в каталитическом комплексе.

1463736

Составитель А.Голланд

Техред Л.Олийнык Корректор А.Обручар

Редактор Г.Волкова

Заказ 788/30 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101