Способ регулирования процесса полимеризации этилена

 

ОПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

275893

Союз Ссветсиит

Социалистическиз

Ресоублии

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента ¹

К ч 39с, 25i01

Заявлено 08.XII.1961 (№ 754867 23-5) МПК С 08f

Приоритет

Комитет оо деизм изобретений и отирытит ври Совете Министров

СССР

УДК 678.742.2.02:66. .012 (088.8) Опубликовано 03.VI1.1970. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 13.Х.1970

Автор изобретения

Иностранец

Гуго Вернер (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Гезеллшафт фюр Аутомацион, м. б.х.» (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ PЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА

Известен способ регулирования процесса полимеризации этилена методом высокого давления, проводимого в трубчатом реакторе, снабженном вентилем, понижающим давление путем периодического открывания и закрывания вентиля в зависимости от изменения истинных значений давления на входе в реактор и температуры, измеренной по крайней мере в одной точке по длине реактора.

Предло кенный способ предусматривает использование в качестве параметров. регулирующих работу регулировочного вентиля, скорости изменения по ходу процесса давления на входе в реактор и температуры, измеренной по крайней мере в одной точке по длине реактора. Это позволяет устойчиво и безопасно проводить процесс в области, близкой к точке взрыва, и увеличить выход полимера.

Способ регулирования процесса заключается в том, что у входа в реактор измеряется давление, которое после соответствующего превращения подводят в качестве истинного к главному регулятору, подключенному к ,вентилю, уменьшающему давление в реакторе.

Вместе с тем по крайней мере в одной точке реактора измеряется температура, которая также после соответствующего превращения подводится как фактическая к регулятору температуры, служащему для того, чтобы общий уровень температуры в реактор не был превышен. От входа этого регулятора по5 нижается задание главному регулятору в тот момент, когда температура, предусмотренная и установленная «а регуляторе температуры, прсвышается.

Измеренное у входа в реактор давление пе10 редается после соответствующей трансформации дифференциальной части, исходная величина которой пропорциональна действительной в данный момент скорости изменения указанного выше давления. При достижении оч15 ределенной исходной величины дифференциальной части последняя подает сигнал, посредством которого через распределительную часть несколько приоткрывается вентиль, понижающий давление. Внезапное открывание

20 этого вентиля создает один из проточных импульсов давления. Продолжительность открывания вентиля устанавливается различными способами в зависимости от условий (например, через программный режим, а в особенно25 сти через программный режим с различными программными сроками). Измеренное у входа в реактор значение давления после соответствующей трансформации переносится на устройство для определения глубины возбуждения (глубина возбуждения регулируется) .

Этим устройством при измеряемом у входа в реактор давлении, назначенным глубиной возбуждения, входной вентиль закрывается.

Так же как при колебании давлений в производстве полиэтилена при высоком давлении, отвод или создание возбуждающих импульсов при появляющихся температурных колебаниях в реакторе может быть выгодным. Поэтому рекомендуется, чтобы измеряемая в одной или нескольких точках по длине реактора температура после соответствующей трансформации могла действовать соответствующим образом через дифференциальную и распределительную части (в данном случае через устройство для определения глубины возбуждения) .на понижающий давление вентиль.

Если колебания, вызывающие возбуждения, становятся опасными нежелательными, то изобретение предусматривает следующее расширение способа, От выхода распределительной части синхронно с процессом возбуждения открываются ,принадлежащие стабильному электронному осциллятору электронные ворота. По мере их открывания последовательность .проточных импульсов давления регулируется так, чтобы можно было осуществить быструю последовательность импульсов проточных импульсов давления при длинных периодах открывания электронных ворот, медленную последовательность импульсов проточных импульсов давления при длинных периодах открывания электронных ворот и медленную последовательность импульсов проточных импульсов давления,при коротких периодах открывания.

Преимущества предлагаемого, способа заключаются в том, что ход реакции при производстве полиэтилена при высоком давлении может регулироваться простым и точно предназначенным способом.

При работе по предлагаемому способу удается работать с хорошим и удовлетворительным выходом, а также приспособить последовательность проточных импульсов давления и во время «спокойного» рабочего состояния.

На фиг. 1 представлена общая схема способа производства полиэтилена при высоком давлении из газообразного этилена; на

;фиг. 2 — схема регулирования хода реакции.

iB компрессор 1 (см. фиг. 1) вводят газообразный этилен и газообразный катализатор, например кислород. Компрессор вдавливает эту смесь в трубчатый реактор 2, к которому подсоединен вентиль 8, понижающий давле,ние. Этот вентиль приводится в действие регулятором давления 4.

К отделителю высокого давления 5 после прохождения через вентиль 8 подводятся прореагировавшие вещества.

К отделителю 5 подключены циркуляционная проводка 6 для возврата газообразного этилена, которую можно направить по жела5

65 нию через очистительное устройство 7, и продукционный вентиль 8, работающий на отделителе низкого давления 9.

Трубчатый реактор 2 имеет различные устройства для циркуляции охладительных средств, например патрубки 10. При получении полиэтилена из газообразного этилена для регулирования хода реакции в такой установке (см. фиг. 2) прежде всего с помощью аппарата измеряется давление вблизи входа в реактор. Выход этого аппарата образует

;фактическую величину главного регулятора 2, выход которого приключен к вентилю 8. Этим заканчивается цикл регулирования давления реактора.

Далее в некоторых подходящих местах и в зоне реактора, например в середине второй трети длины реактора, измеряют температуру, которая является фактической величиной терморегулятора 4. Выход этой величины известным каскадным переключением понижает заданную величину главного регулятора 2 тогда, когда определенная, регулируемая на терморегуляторе 4 температура бывает превышена. Однако понижение заданной величины давления вызывает и понижение темп ер а тур ы.

Таким образом, терморегулятор 4 служит для того, чтобы общий уровень температуры в реакторе не повышался.

Выход аппарата 1 подключается к дифференциальной части 5, содержащей дифференциатор, выходные величины которого пропорциональны соответствующей скорости изменения давления, измеряемой аппаратом 1.

В дифференциальной части 5 .находится также переключатель, который дает сигнал при достижении определенных, заранее установленных выходных величин дифференциатора. Этот сигнал открывает вход переключающей части б, выход которой соединен с вентилем 8. Переключающая часть б внезапно приоткрывает этот вентиль при поступлении,входного импульса, и такое состояние вентиля 8 продолжается до тех пор, пока переключающая часть б не переключится снова в состояние покоя.

Внезапное открывание вентиля 8 вызывает лишь один из описанных выше проточных импульсов давления, и давление у входа в реактор падает.

Выход аппарата 1 связан с главным регулятором 2 и с устройством 7 для регулирования глубины возбуждения.

Устройством 7 можно установить желаемую величину сигнала. Когда пропорциональный падающему давлению понижающийся входной сигнал достигнет установленной глубины возбуждения, устройство 7 дает выходной сигнал, который приводит переключающую часть б в первоначальное состояние, вентиль 8 закрывается, и давление в реакторе снова поднимается.

Каждое появляющееся колебание давления вызывает на дифференциаторе выходное даю.

275893 ление, значительно оольшее предельного, и импульс.

Наступающие температурные колебания в реакторе, как и наступающие колебания давления, вызывают необходимость возбуждающего импульса, причем последние протекают медленнее, чем импульсы колебания давления из-за большей инерции измерителя темпер атуры. Поэтому вход дифференциальной части

8 связан с одним или несколькими приборами для определения температуры по всей длине реактора.

Дифференциальная часть 8 построена, как и дифференциальная часть 5, и поэтому при достижении определенного дифференциального коэффициента дает сигнал. Этот сигнал приключен к входу переключающей части б и вызывает однократный процесс возбуждения.

Описанный выше порядок вызывает лишь возбуждающий импульс при каждом колебании давления и температуры внутри реактора, так как колебание превышает заранее установленное значение. Однако каждому необходимому возбуждающему импульсу должно предшествовать вызывающее его колебание.

Так как эти возбуждающие колебания опасны и нежелательны, применяют следующее расширение системы.

Осциллятор высокостабильной частоты 9 раоотает через электронные ворота 10 на электронном счетчике 11. Обычно электронные ворота 10 находятся в закрытом состоянии и открываются с помощью переключающей части б. Ворота раоотают синхронно с процессом возбуждения, т. е. они открыты лишь столько времени, сколько после откры.вания вентиля 8 длится падение давления в реакторе и достижение глубины возбуждения, установленной на устройстве 7. Выход устройства 7 приключен как на коммутационное звено, переключающей части б, так и на переключатель ворот 10. Электронный счетчик

11 получает импульсы осциллятора 9 через схему ворот 10 лишь в период падения давления при возбуждении. Из этого следует, что после возбуждения количество импульсов в электронном счетчике 11 пропорционально времени, необходимому для уменьшения давления в реакторе до устанавливаемой на устройстве 7 глубины возбуждения при открывании вентиля 8.

Время, измеряемое с помощью электронного счетчика 11, является мерой для разностного да влеция в реакторе только при заданном открывании вентиля 3 и заданной глубине возбуждения.

Однако разностное давление в реакторе зависит, главным ооразом, от состояния закупорки реактора, т. е. от,возможного образования пробок и мостиков.

Если необходимое для понижения давления время мало, то это означает, что внутри реактора находятся какие-либо сужения. Эти

25 зо

60 пробки и мостикообразные сужения указывают на необходимость в более частой последовательности импульсов возбуждения.

Для этой цели к электронному счетчику ll подключена логическая матрица 12, которая программным образом и,в зависимости от накопленного в данное время в счетчике 11 числа предварительно устанавливает второй электронный счетчик 18 с входом, приключенным к работающему с постоянной частотой импульсов импульсному генератору 14.

При достижении устанавливаемого матрицей 12 числа электронный счетчик 13 автоматически переключается обратно на нуль и дает исходный импульс, действующий в свою очередь на вход коммутационного звена переключающей части б и вызывающий таким ооразом импульс возбуждения.

В период падения давления вызываемый импульс возбуждения снова создает новую предварительную установку счетчика 18 и исправляет ее этим в зависимости от того, происходит ли падение давления в оолее короткое или в оолее продолжительное время, чем при предшествующем возбуждении.

Таким ооразом, период между вызываемыми импульсами возбуждения постоянно и автоматически исправляется.

Приспосабливание этого периода к необходимому для достижения желаемой глубины возбуждения времени производится программированием матрицы 12.

Вследствие этого устанавливается «пропорциональная область» цикла возбуждения.

Появление между двумя автоматически исправляющимися периодами возбуждения колеоаний давления и температуры, вызванных спонтанной причиной, вызывает импульс возбуждения, который автоматически определяет амплитуду времени следующего импульса возбуждения.

Таким образом,,вся система возбуждения является в известном смысле самоисправляющейся системой м..огократного регулирования.

Программирование матрицы 12 должно производиться так, чтобы зависимость предварительной установки счетчика 18 от необходимого для понижения давления времени получилась по крайней мере квадратной (во всяком случае, не линейной). Матрица 1? меняет таким же образом частоту импульсного генератора 14. Счетчик 18 мог бы работать с точной предварительной установкой, область которой вследствие нелинейности программирования матрицы 12 получается очень большой. При известных условиях (если этого не требует состояние процесса) счетчик не вызывает импульсы в течение 1 час или дольше, между тем как при длительном времени понижения давления импульс можно вызывать каждые 10 сек.

Предмет изобретения

Способ регулирования процесса полимеризации этилена методом высокого давления, 275893 проводимый в трубчатом реакторе, оборудованном понижающим давление .вентилем, путем периодического открывания и закрывания вентиля в зависимости от изменения регулирующих параметров процесса, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода полимера, в качестве регулирующих параметров используют скорости изменения по ходу про.цесса давления на входе в реактор и температуры, измеренной по крайней мере в одной точке по длине реактора.

275893

Составитель В. Филимонов

Текред Л. Я. Левина

Корректор С. А. Кузовеикова

Редактор Н. Вирко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2775,17 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открьпий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д 4,5