SU1024455A1

SU1024455A1 - Method for automatically controlling polymerization of conjugated dienes in solution

Info

Publication number: SU1024455A1
Application number: SU823371618A
Authority: SU
Inventors: Василий Фокович Поплавский
Original assignee: Предприятие П/Я В-8296
Priority date: 1982-01-04
Filing date: 1982-01-04
Publication date: 1983-06-23

Description

ID N5 4 У УID N5 4 U

Изобретение относитс к автоматическому управлению процессами растворной полимеризации сопр женных диенов На комплексном катализаторе Циглера-Натта в системе нескольких параллельно работающих полимеризационных установок и может быть исполь зовано в производстве синтетических каучуков.The invention relates to the automatic control of the processes of solution polymerization of conjugated dienes. On a Ziegler-Natta complex catalyst in a system of several parallel operating polymerization plants, it can be used in the production of synthetic rubbers.

Известен способ автоматического управлени процессом растворной полимеризации сопр женных диенов, заключающийс в том, что измен ют расход катализатора в зависимости от концентрации полимера, измен ют температуру в зоне реакции в зависимости от перепада давлени в потоке полимеризата , при этом указанную величину перепада давлени корректируют в зависимости от в зкости по Муни или .пластичности полимера 1 .A known method of automatically controlling the process of solution polymerization of conjugated dienes, which consists in changing the catalyst consumption depending on the polymer concentration, changes the temperature in the reaction zone depending on the pressure drop in the polymer flow, and the indicated value of the pressure drop is adjusted depending on Mooney viscosity or polymer plasticity 1.

Недостатками этого способа вл ютс высокие затраты на проведение процесса растворной полимеризации, что св зано с изменением расхода катализатора в зависимости от концентрации полимера. Это приводит к значительному возрастанию расхода катализатора на тонну полимера при изменении концентрации мономера в шихте в сторону уменьшени и к значительному увеличению содержани незаполимеризовавшегос мономера в возвратной фракции при изменении концентрации мономера в шихте в сторону увеличени .The disadvantages of this method are the high costs of carrying out the solution polymerization process, which is associated with a change in catalyst consumption depending on the polymer concentration. This leads to a significant increase in catalyst consumption per ton of polymer when the monomer concentration in the charge decreases and a significant increase in the amount of non-polymerized monomer in the return fraction when the monomer concentration in the charge increases.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ автоматического управлени процессом растворной полимеризации сопр женных диенов на комплексном катализаторе Циглера-Натта в системе нескольких параллельно работающих полимеризационных установок путем изменени расхода комплексного катализатора в зависимости от расхода шихты, регулировани температуры шихты, подаваемой на установки, и объединени выходных потоков полимеризационных установок в один поток с последующим интенсивным смешением полимеризата z .The closest to the invention in its technical essence is a method for automatically controlling the process of solution polymerization of conjugated dienes on a Ziegler-Natta complex catalyst in a system of several parallel polymerization plants operating by changing the consumption of a complex catalyst depending on the charge consumption, controlling the temperature of the charge fed to the plants, and combining the output streams of the polymerisation plants into one stream, followed by intensive mixing of the polymer z.

Недостатком этого способа вл етс недостаточно высока точность стабилизации в зкости по Муни получаемого полимера и Сравнительно высокие затраты на проведение процесса . Это св зано с тем, что способ не предусматривает обратной св зи по в зкости по Муни получаемого полимера и по промежуточным параметрам в процессе полимеризации ( конверси мономера, температура полимеризации и т.д.).The disadvantage of this method is the insufficient accuracy of the stabilization of the Mooney viscosity of the polymer obtained and the relatively high costs of the process. This is due to the fact that the method does not provide for the Mooney viscosity feedback of the obtained polymer and intermediate parameters in the polymerization process (monomer conversion, polymerization temperature, etc.).

Цель изобретени - повышение точности стабилизации в зкости по Муни полимера и снижение затрат на проведение процесса.The purpose of the invention is to improve the accuracy of stabilization of the Mooney viscosity of the polymer and reduce the cost of the process.

Цель достигаетс тем, что согласно способу автоматического управлени процессом растворной полимеризации сопр женных диенов на комплексном катализаторе Циглера-Натта в системе нескольких параллельно работающих полимеризационных установок путем изменени расхода комплексного катализатора в зависимости от расхода шихты , регулировани температуры шихты, подаваемой на установки, и объединени выходных потоков полимеризационных установок в один поток с последующим интенсивным смешением полимеризата, измен ют расход комплексного катализатора на каждой полимеризационной установке в зависимости от конверсии мономера в первом реакторе соответствующей установки и регулируют температуру шихты, по даваемую на полимеризационные установки , в зависимости от в зкости по Муни полимера The goal is achieved by the fact that according to the method of automatic control of the process of solution polymerization of conjugated dienes on a Ziegler-Natta complex catalyst in a system of several parallel polymerization plants by changing the flow rate of the complex catalyst depending on the flow rate of the charge, controlling the temperature of the charge fed to the plants and combining the output flows of polymerization plants into one stream, followed by intensive mixing of the polymerizate, change the flow rate of the complex to The analyzer at each polymerization unit depends on the conversion of the monomer in the first reactor of the respective unit and regulates the temperature of the charge as measured by the polymerization units, depending on the Mooney viscosity of the polymer

в потоке после смешени полимеризата.in the stream after mixing the polymerizate.

На чертеже изображена схема автоматического управлени процессом растворной полимеризации в производстве изопренового каучука.The drawing shows a diagram of the automatic control of the solution polymerization process in the production of isoprene rubber.

Схема содержит пропановый испаритель 1, сепаратор 2, первые реакторы 3 и и вторые реакторы 5 и 6, соответственно первой и второй полимеризационных установок, смеситель 7 .полимеризата, вычислительную машину 8, датчики 9 и 10 конверсии мономера в первых реакторах полимеризационных установок, датчик 11 в зкости по Муни полимера, датчик 12 общего расхода шихты на полимеризацию , датчик 13 расхода шихты на первую полимеризационную установку, датчик 1А расхода шихты на вторую полимеризационную установку, датчик 15 температуры шихты, регул торы 1б и 17 расхода комплексного катализатора на первую и вторую полимеризационные установки, а также регул тор 18 давлени паров пропана. 3 Способ автоматического управлени процессом растворной полимеризации осуществл ют следующим образом. Углеводородную шихту, содержащую 15-17 вес.% изопрена, подают в трубное пространство пропанового ис парител 1, в межтрубное пространст во которого поступает жидкий пропан из сепаратора 2. Охлажденна до 0 (-8)С шихта поступает параллельными потоками в первый реактор 3 первой полимеризационной установки и в первый реактор k второй полимеризационной установки. Дл четкости и простоты изложени на чертеже представлены две параллельные полимеризационные установки , а обычно в работе наход тс от 2 до 7 установок. В первые реакторы 3 и поступает также комплекс ный катализатор типа Циглера-Натта Из первых реакторов 3 и i образовавшийс полимеризат направл ют во вторые реакторы 5 и 6, где конве си изопрена достигает 87-96. Выхо ные потоки полимеризата первой и второй установки объедин ют в один поток и подают в интенсивный смеситель 7 полимеризата. На входы вычислительной машины 8 подают сигналы от датчиков 9 и 10 конверсии изопрена в первых реакторах полимеризационных установок, да чика 11 в зкости по Муни полимера на выходе смесител 7 полимеризата датчиков 12-14 расхода шихты и датч ка 15 температуры шихты. Конверси изопрена в реакторах 3 и 4, измер ема датчиками 9 и 10 конверсии изопрена, стабилизируетс изменением задани регул торами 16 и 17 расхода комплексного катализатора . При этом учитываетс рас ход шихты на соответствующую полимеризационную установку: Л11 (-1), &K,K,«i: ni r- « U и сЗ .. )dt+i заданное значение рас хода комплексного кат лизатора на первую по лимеризационную установку , кг/ч; 5 расход шихты на первую полимеризационную установку , т/ч; текущее и заданное значение конверсии изопрена в первом реакторе 3 первой полимеризационной установкиД; настроечные коэффициен Ul H U , ты регул тора конверсии/ реализуемого на вычислительной машине 8. Дл второй полимеризационной установки закон регулировани конверсии изопрена в первом реакторе 4 записываетс и реализуетс аналогично . Температура шихты.измер ема датчиком 15, регулируетс путем изменени заданного значени регул тору 18 давлени паров пропана. В зависимости от в зкости по Муни полимера измер емой на выходе смесител полимеризата 7 с помощью датчика 11, регул тор в зкости по Муни, реализуемый на вычислительной машине, измен ет заданное значение регул тору температуры шихты, который также реализован на ЭВМ, Таким образом, данный способ автоматического управлени процессом растворной полимеризации сопр женных диенов позвол ет повысить точ- . ность стабилизации в зкости по Муни полимера, измер емой после смешени выходных потоков всех полимеризационных батарей. При этом стабилизаци конверсии мономера в первых реакторах полимеризационных установок обеспечивает также снижение затрат на проведение процесса, так как при этом стабилизируетс концентраци незаполимеризовавшегос в полимеризате мономера, а также обеспечиваетс подача только минимально необходимого количества катализатора дл достиже ни заданного значени конверсии. Способ отличаетс также простотой реализации; Его применение исключает необходимость использовани регул тора в зкости по Муни полимера отдельно дл каждой полимеризациионной установки. Проверка способа показывает, что количество получаемого полимера с разбросом в зкости по Муни от заданного значени ±3 ед. увеличива5102iti 556The scheme contains a propane evaporator 1, separator 2, first reactors 3 and and second reactors 5 and 6, first and second polymerization units, respectively, mixer 7. polymer, computer 8, sensors 9 and 10 of monomer conversion in first reactors of polymerization units, sensor 11 Mooney viscosity of the polymer, sensor 12 of the total consumption of the charge for polymerization, sensor 13 of the charge of the charge for the first polymerization unit, sensor 1A of the flow of the charge for the second polymerization unit, sensor 15 of the temperature of the charge, regulators 1b and 17 consumption of the complex catalyst for the first and second polymerization units, as well as the vapor pressure regulator 18 of propane. 3 A method for automatic control of a solution polymerization process is carried out as follows. Hydrocarbon mixture containing 15-17 wt.% Of isoprene, is fed into the tube space of propane vaporizer 1, into the annular space of which liquid propane is fed from separator 2. Cooled to 0 (-8) C, the mixture flows in parallel streams into the first reactor 3 first the polymerization unit and in the first reactor k the second polymerization unit. For clarity and simplicity, two parallel polymerization plants are represented in the drawing, and typically between 2 and 7 plants are in operation. The first Zigler-Natta type catalyst is also fed to the first reactors 3. From the first reactors 3 and i, the polymer formed is sent to the second reactors 5 and 6, where isoprene confection reaches 87-96. The outgoing polymerizate streams of the first and second installations are combined into one stream and fed to the intensive polymerization mixer 7. The inputs of computer 8 are supplied with signals from sensors 9 and 10 of isoprene conversion in the first reactors of polymerisation plants, sensor 11 Mooney viscosity of the polymer at the exit of the mixer 7 of polymerisation sensor 12-14 of the charge mixture and sensor 15 of the mixture temperature. The conversion of isoprene in reactors 3 and 4, measured by sensors 9 and 10 of the conversion of isoprene, is stabilized by changing the setting of the regulator 16 and 17 of the flow rate of the complex catalyst. In this case, the charge of the charge for the corresponding polymerization unit is taken into account: Л11 (-1), & K, K, "i: nir -" U and s3.) Dt + i set value of the flow of the complex catalyst for the first polymerization installation, kg / h; 5 consumption of the charge on the first polymerization unit, t / h; the current and the set value of the conversion of isoprene in the first reactor 3 of the first polymerization unit; the tuning coefficients Ul H U, of the conversion regulator / implemented on the computer 8. For the second polymerization installation, the law of regulation of the conversion of isoprene in the first reactor 4 is recorded and implemented similarly. The batch temperature measured by the sensor 15 is controlled by changing the setpoint to the controller 18 of the propane vapor pressure. Depending on the Mooney viscosity of the polymer measured at the outlet of the mixer of polymerizate 7 with the help of sensor 11, the Mooney viscosity controller, implemented on a computer, changes the set value to the charge temperature controller, which is also implemented on a computer. This method of automatic control of the process of solution polymerization of conjugated dienes allows to increase the accuracy. The stability of the Mooney viscosity of the polymer, measured after mixing the output streams of all polymerization batteries. At the same time, stabilization of the monomer conversion in the first reactors of the polymerization plants also reduces the costs of the process, since it stabilizes the concentration of the unpolymerized monomer in polymerization and also supplies only the minimum amount of catalyst to achieve the desired conversion value. The method also differs in ease of implementation; Its use eliminates the need to use a Mooney viscosity regulator polymer separately for each polymerization unit. Testing the method indicates that the amount of polymer produced with a Mooney viscosity range from a given value of ± 3 units. zoom5102iti 556

етс с 72% от общего количества по- . с с 6,5 до 6,2 т,а расход комплекс лимера до 83%. Расход растворител ного катализатора дл полумени 1 т дл полумени 1 т полимера снижает- полимера снижаетс с 6,0 до 5,7 кг.It is with 72% of the total amount. from 6.5 to 6.2 tons, and consumption of the complex is up to 83%. The consumption of the solvent catalyst for 1 t for a half polymer and 1 t of polymer decreases; the polymer decreases from 6.0 to 5.7 kg.

nojiet eptuojnnojiet eptuojn

Claims

METHOD FOR AUTOMATIC CONTROL OF THE PROCESS OF SOLUTION POLYMERIZATION OF CONJUGATED DIENES on a Ziegler-Natta complex catalyst in a system of several parallel-operating polymerization plants by varying the flow rate of the complex catalyst depending on the charge flow rate, adjusting the temperature of the charge fed to the plants, and combining the output streams of the polymerization plants intensive mixing of the polymerizate, characterized in that, in order to increase the accuracy of stabilization visco Mooney polymer and reduce the cost of carrying out the process, change the consumption of the complex catalyst at each polymerization unit depending on the conversion of monomer in the first reactor of the corresponding installation and regulate the temperature of the charge supplied to the polymerization units, depending on the Mooney viscosity of the polymer in the stream after mixing polymerizate.

SU, „, 1024455>