Способ управления процессом отмывки полимеризата синтетического каучука

 

Изобретение относится к способу управления процессом отмывки полимеризата синтетического каучука .от стереоспецифического катализатора в аппарате непрерывного действия. Способ позволяет снизить содержание солей металлов в отмытом полимеризате с 0,6 до 0,48 абс.% и энергозатраты за счет поддержания числа оборотов мешалки аппарата на оптимальном уровне. Способ заключается в том, что измеряют показатель рН среды, определяют заданное число оборотов мешалки обратно пропорционально концентрации полимера в полимеризате. Максимизируют показатель рН среды коррекцией заданного числа оборотов, сравнивают найденное значение максимума показателя .рН среды с верхним и нижним допустимыми пределами его. Если он находится в указанных допустимых пределах, то оставляют соотношение расходов (отмывная вода - полимер ) без изменения на достигнутом значении, если больше верхнего или меньше нижнего допустимых пределов его, то соответственно уменьшают или увеличивают указанное соотношение расходов пропорционально отклонению найденного максимума показателя рН среды от его заданного значения. При этом максимум рН среды находят путём определения частной производной показателя рН среды по числу оборотов и сравнения ее с допустимым значением производной, причем, если производная соответствует ее допустимому значению, то число оборотов мешалки оставляют без изменения на достигнутом значении, а если не соответствует , то анализируют знак пройзвод- ; ной, при этом, если производная поло- ; жительна, то увеличивают, а если отриц тельна, то уменьшают число оборотов мешалки до тех пор, пока значение указанной производной не будет соответствовать ее допустимому значению . 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„,З0„„13592

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3945923/23-05 (22) 20.05.85. (46) 15.12.87. Бюл, ¹ 46 (72) Ю.И.Борейко, А.П.Болдырев, P.Т.Шияпов, В.И.Галкин, Н.Д.Исаков, Ф.Г.Яруллин, P.I.Õèñàåâ, В.В.Кротов и Ю.Н.Федоров (53) 66.012-52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 472805, кл. В 29 Н 1/04, 1969.

Авторское свидетельство СССР № 1098938, кл. С 08 С 2/04, 1983. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОТМЫВКИ ПОЛИМЕРИЗАТА СИНТЕТИЧЕСКОГО

КАУЧУКА (57) Изобретение относится к способу управления процессом отмывки полимеризата синтетического каучука,от стереоспецифического катализатора в аппарате непрерывного действия. Способ позволяет снизить содержание солей металлов в отмытом полимеризате с 0,6 до 0,48 абс.X и энергозатраты за счет поддержания числа оборотов мешалки аппарата на оптимальном уровне. Способ заключается в том, что измеряют показатель рН среды, определяют заданное число оборотов мешалки обратно пропорционально кон- центрации полимера в полимеризате.

Максимиэируют показатель рН среды (59 4 С 08 С 2/04 С 05 D 27/00 коррекцией заданного числа оборотов, сравнивают найденное значение максимума показателя рН среды с верхним и нижним допустимыми пределами его.

Если он находится в указанных допустимых пределах, то оставляют соотношение расходов (отмывная вода — полимер) без изменения на достигнутом значении, если больше верхнего или меньше нижнего допустимых пределов его, то соответственно уменьшают или увеличивают указанное соотношение расходов пропорционально отклонению найденного максимума показателя рН среды от его заданного значения. При этом максимум рН среды находят путем определения частной производной показателя рН среды по числу оборотов и сравнения ее с допустимым значением производной, причем, если производная соответствует ее допустимому значению, то число оборотов мешалки оставляют без изменения на достигнутом значении, а если не соответствует, то анализируют знак производной, при этом, если производная положительна, то увеличивают, а если отрицртельна, то уменьшают число оборотов мешалки до тех пор, пока значение указанной производной не будет соответствовать ее допустимому значению. 2 ил.

1 13э9273 2

Изобретение относится к способам управления процессом отделения продуктов разложения катализатора от полимера и может найти применение в производстве стереорегуляторных каучуков типа СКИ, СКД, БК и др. в химической и нефтехимической промышленности

Целью изобретения является повышение качества отмывки полимеризата от солей металлов и снижение удельных энергозатрат.

На фиг. 1 изображена схема системы управления процессом водной отмывки полимеризата в производстве изопренового каучука СКИ-3; на фиг. 2 — зависимость полноты удаления солей катализатора из отмываемого полимеризата от числа оборотов мешалки.

На фиг. 1 изображены аппарат 1 непрерывного действия для отмывки полимеризата, мешалка 2, вращаемая электродвигателем 3, контур регулирования расхода полимеризата, состоящий из датчика 4, регулятора 5, клапана 6, контур регулирования расхода отмывной воды, состоящий их датчика 7, регулятора 8, клапана 9, датчик 10 концентрации полимера в полимеризаторе, датчик 11 показателя рН . среды в аппарате 1, регулятор 12 числа оборотов мешалки 2 и вычислительное устройство 13.

Регулируемым параметром процесса отмывки полимеризата является показатель качества отмывки, характеризующий количество солей металлов катализатора.

Чем больше солей металлов (титана, алюминия) остается в отмытом полимеризаторе, т.е. чем хуже качество отмывки, тем больше среда приобретает кислый характер, и наоборот, На основе этого в изобретении о качестве отмывки судят косвенно по показаниям рН среды в аппарате 1, измеряемым датчиком 11.

Кроме того, полнота удаления солей катализатора из отмываемого полимеризата зависит от числа оборотов мешалки 2. Эта зависимость носит экстремальный характер (фиг, 2), причем экстремум (максимум) показателя рН зависит от концентрации полимера в полимеризате: чем больше концентрация полимера, тем меньше требуется число оборотов мешалки для достижения оптимальных условий отмывки солей

saA a

N = — — — + Ь (1) о Р

С поп;

З0 где а и Ь -константы.

Концентрацию полимера в полимеризате при отсутствии непрерывного автоматического датчика 10 определяют путем лабораторных анализов. Проверя Зс,ют, соответствует ли найденному начально заданному числу оборотов

saA

N максимальное значение показатео ля рН среды. Для этого изменяют в небольших пределах число оборотов, например дИ; =10 об/мин, воздействуя с вычислительного устройства 13 через регулятор 12 числа оборотов на электродвигатель 3 мешалки 2.

Определяют по измерениям датчи.— ка 11 изменение показателя рН среды (2) дрн=рн; — рн,, где рН,, — значение рН среды, соответствующее начально заданному числу оборотов зад

N, мешалки 2; рН, — значение рН среды, соответствующее новому числу за* оборотов (N; =N о +дИ; ) .

Определяют частную производную Р; показателя рН среды по числу оборотов мешалки QрН р (3) с

50 катализатора. Это объясняется тем, что при увеличении концентрации полимера в полимеризате образуется более устойчивая эмульсия вода — полимер и, следовательно, плохая отмывка солей катализатора. Для нарушения прочности эмульсии необходимо усилить противоток полимеризата и воды, для чего .

10 уменьшают степень вращения мешалки 2, т.е. число оборотов.

Управление процессом отмывки осуществляют следующим образом.

Измеряют датчиками 4, 7, 10 и 11 расход полимеризата, расход отмывкой воды, концентрацию полимера в полимеризате и рН среды в аппарате. 1. Вводят информацию от указанных датчиков в вычислительное устройство 13. Ста20 билизируют расход полимеризата. Для этого по информации от датчика 4 расхода полимеризата воздействуют на клапан 6. Определяют начально задан34 А ное число оборотов N, мешалки 2 в

25 зависимости от концентрации Сд „ полимера в полимеризате по формуле

Если условия (4) не выполняются, то анализируют знак производной

Р;>О (6)

Если производная положительна (это означает, что с увеличением числа оборотов происходит приближение рН к максимуму — левая полуветвь), то продолжают увеличивать число оборотов до тех пор, пока не будет выполняться условие (4) 15

N; =No + Ng (7), е=

1 где Q A N — сумма приращений (дискретных изменений) числа оборотов за i шагов.

Если производная отрицательна (это означает, что с увеличением числа оборотов уменьшается показатель рН среды, т.е. происходит удаление от минимума рН вЂ” правая полуветвь), то в этом случае уменьшают число оборотов мешалки

25

ЗОА эаД

О 1

Уменьшение числа оборотов мешалки производят до тех пор, пока не будет

40 выполняться условие (4).

Таким образом, операциями по формулам (2) — (8) максимизируют показатель рН среды изменениями-числа оборотов мешалки 2.

Далее достигнутое максимальное значение показателя рН среды проверяют на соответствие нижнего рН„ и верхнего рНВ допустимых пределов рН +рН-РНВ (9) 50

Если значение показателя рН находится в допустимых пределах, то это означает, что отмывка катализатора производится при достаточной подаче отмывной воды. При этом заданное соэаА отношение К расходов отмывная

В- шоу вода — полимер оставляют без изменения, т.е. з 13592

Сравнивают найденное значение производной Р; с допустимым значением Р

ДОП. (Р;) Р (4) и если она меньше или равна допустимому значению Р „ (это означает, что заданному количеству оборотов соответствует максимальное значение рН среды), то число оборотов мешалки оставляют на достигнутом значении (5) 73

Эад Вад

В- ПОЛ 1 B ООЛ (10) Если рН;<рН (11), то это означает, что отмывная вода подается недостаточно (характер среды кислый), При этом увеличивают заданное соотношение расходов отмывная вода — полимеризат прямо пропорционально отклонению измеренного значения рН; от его оптимального заданного зназа А чения рН

+к, J (рн

;аД Эад

B- ПОЛ В-ООЛ

-р1 /d t (12)

Если рН; >рН (13), то это означает, что отмывной воды подается с из бытком. При этом уменьшают заданное соотношение расходов отмывная вода— полимер, используя для этого формулу (12).

Определяют управляющее воздейстВ вие С д на расход отмывной воды зад Вад

G ц, В ООЛ, пт; СООЛ 1 где G T. — расход полимеризата. пт, Формула изобретения

Способ управления процессом отмывки полимеризата синтетического

Выдают с вычислительного устройства 13 сигнал на регулятор 8, изменяя расход отмывной воды в аппарат 1.

Таким образом, определяя число оборотов мешалки в аппарате в зависимости от концентрации полимера в полимеризате, а затем корректируя его в зависимости от частной производной показателя рН среды по числу оборотов мешалки, находят оптимальное число оборотов, при котором достигается максимум показателя рН среды, характеризующий оптимальные условия отмывки полимеризата.

Корректируя соотношение расходов отмывная вода — полимер в зависимос-, ти от величины показателя рН, добиваются улучшения качества отмывки полимеризата, а поддержанием числа оборотов и указанного соотношения расходов на оптимальном уровне снижают энергозатраты (расход отмывной воды и затраты электроэнергии). Точность регулирования качества отмывки полимеризата от солей металлов катализатора возросла при значительном уменьшении удельных затрат.

5 13 каучука от стереоспецифического катализатора в аппарате непрерывного действия путем изменения соотношения расходов отмывная вода — полимер в зависимости от показателя качества отмывки полимеризата и концентрации

:полимера в полимеризате, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества отмывки полимеризата от солей металлов и снижения удельных энергозатрат, измеряют по казатель рН среды, определяют заданное число оборотов мешалки обратно пропорционально концентрации полимера в полимеризате, максимизируют показатель рН среды коррекцией заданного числа оборотов, сравнивают найденное значение максимума показателя рН среды с верхним и нижним допустимыми пределами его, и если он находится в указанных допустимых пределах, то оставляют соотношение расходов отмывная вода — полимер без изменения на достигнутом значении, если больше

59273

6 верхнего или меньше нижнего допустимых пределов его, то соответственно уменьшают или увеличивают указанное 5 соотношение расходов пропорционально отклонению найденного максимума показателя рН среды от его заданного значения, при этом максимум рН среды находят путем определения частной производной показателя рН среды по числу оборотов и сравнения ее с допустимым значением производной, причем, если производная соответствует ее допустимому значению, то число оборотов мешалки оставляют без изменения на достигнутом значении, а если не соответствует, то анализируют знак производной, при этом если производная положительна, то увеличивают, а если отрицательна, то уменьшают число оборотов мешалки до тех пор пока значение указанной про— изводной не будет соответствовавать ее допустимому значе—

25 ниюе

1359273

НО 220

ЮО

200

ЦЬР. 2

23D

Составитель В.Шувалов

Редактор Н.Горват Техред М.Моргентал Корректор А.Ильин

Заказ 6111/24 Тираж 438 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