Устройство автоматического управления процессом растворной полимеризации

(51) 08 2/00 (2006.01) 05 27/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ соединенные с входами блока коррекции, выход которого через блок сравнения соединен с первым входом регулятора расхода катализатора, второй вход и выход регулятора расхода катализатора соединены соответственно с датчиком расхода катализатора и исполнительны механизмом,установленными на трубопроводе подачи катализатора ив реактор, блок определения текущего значения скорости реакции, блок определения максимально допустимой скорости реакции и датчик температуры, установленный на внешней стенке реактора и соединенный с первым входом указанного блока определения максимально допустимой скорости реакции, второй вход которого соединен с датчиком температуры,установленным в реакторе, для решения задачи повышения производительности процесса введен блок оценки температуры в реакторе, соединенный соответственно с датчиком температуры в реакторе и датчиком концентрации полимера, а выход со вторым входом блока определения максимально допустимой скорости реакции обеспечивает более точное определение температуры в реакторе при динамических режимах. Данный подход позволяет приблизиться к границе устойчивости с меньшим риском потери тепловой устойчивости реактора и тем самым повысить производительность реактора.(72) Хусаинов Станислав Нагинуллаевич Инков Александр Михайлович Исмаилов Серик Умирбаевич Тапалов Турганбек Ахметова Кульжамиля Таскуловна Каюмов Камиль Гафутдинович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Южно-Казахстанский Государственный университет им. М.А. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАСТВОРНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ(57) Изобретение относится к автоматизации химических и нефтехимических процессов и может быть использовано для управления теми процессами, у которых существует опасность потери устойчивости из-за превышения расхода подаваемого в реактор катализатора, в частности,для управления процессами растворной полимеризации олефинов. В устройство, содержащее датчики температуры и давления, установленные в реакторе и на трубопроводе подачи мономера в реактор, 20995 Изобретение относится к автоматизации химических и нефтехимических процессов и может быть использовано для управления теми процессами, у которых существует опасность потери устойчивости из-за превышения расхода подаваемого в реактор катализатора, в частности,для управления процессами растворной полимеризации олефинов. Известно устройство автоматического управления процессом растворной полимеризации,содержащее датчики температуры и давления,установленные в реакторе и на трубопроводе подачи мономера в реактор, соединенные со входами блока коррекции, выход которого через блок сравнения соединен с первым входом регулятора расхода катализатора, второй - вход и выход регулятора расхода катализатора соединены, соответственно, с датчиком расхода катализатора и исполнительным механизмом, установленным на трубопроводе подачи катализатора в реактор, блок определения скорости реакции, блок коррекции скорости реакции и датчик концентрации полимера, установленный в реакторе, при этом первые и вторые входы блоков определения и коррекции скорости реакции соединены с датчиками концентрации полимера и температуры, выход блока коррекции скорости реакции соединен с третьим входом блока определения скорости реакции, а выход блока определения скорости реакции соединен с третьим входом блока коррекции А.с. СССР,763 356, кл. С 08 2/00, 05 27/00, 22.05.1980. Известное устройство имеет недостаточно высокую производительность,поскольку осуществляет стабилизацию наперед заданного значения скорости реакции. Задание скорости реакции ограничено теплосъемом максимально допустимая скорость реакции для текущего момента времени определяется возможностями теплосъема в данный момент времени, превышение количества выделяемого в ходе реакции тепла над количеством приводит к быстрой и полной полимеризации и выходу реактора из строя. Задаваемая скорость реакции не должна превысить максимального для наихудших условий теплосъема. Это обуславливает значительные потери по производительности за счет разности максимально возможной для текущего состояния стенок реактора скорости и реализуемой по заданию. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство автоматического управления процессом растворной полимеризации, содержащее датчики температуры и давления, установленные в реакторе и на трубопроводе подачи мономера в реактор, соединенные с входами блока коррекции,выход которого через блок сравнения соединен с первым входом регулятора расхода катализатора,второй вход и выход регулятора расхода катализатора соединены соответственно с датчиком расхода катализатора и исполнительным механизмом, установленными на трубопроводе подачи катализатора в реактор, блок определения текущего значения скорости реакции, блок определения максимально допустимой скорости 2 реакции и датчик температуры, установленный на внешней стенке реактора и соединенный с первым входом указанного блока определения максимально допустимой скорости реакции, второй вход которого соединен с датчиком температуры,установленным в реакторе А.с. СССР 837 964,Кл. С 082/00, 1979. Однако известное устройство не обеспечивает достаточно высокую производительность работы реактора, поскольку при определении максимально допустимой скорости реакции не учитывается погрешность измерения температуры в реакторе,возникающая,например,при динамике температуры, когда истинное значение определяется датчиком температуры с запаздыванием, за счет инерционности последнего. Задачей изобретения является разработка конструкции устройства автоматического управления процессом растворной полимеризации,обеспечивающей повышение производительности процесса. Технический результат повышение производительности процесса растворной полимеризации Поставленная задача решается тем, что в устройство автоматического управления процессом растворной полимеризации содержащее датчики температуры и давления, установленные в реакторе и на трубопроводе подачи мономера в реактор,соединенные с входами блокакоррекции, выход которого через блок сравнения соединен с первым входом регулятора расхода катализатора, второй вход и выход регулятора расхода катализатора соединены соответственно с датчиком расхода катализатора и исполнительны механизмом,установленными на трубопроводе подачи катализатора ив реактор, блок определения текущего значения скорости реакции, блок определения максимально допустимой скорости реакции и датчик температуры, установленный на внешней стенке реактора и соединенный с первым входом указанного блока определения максимально допустимой скорости реакции, второй вход которого соединен с датчиком температуры,установленным в реакторе, согласно изобретению введены блок оценки температуры в реакторе,первый вход которого подсоединен к датчику температуры в реакторе, второй вход - к выходу датчика концентрации полимера, а выход - ко второму входу блока определении максимально допустимой скорости реакции. На фиг.1 представлена схема устройства управления процессом полимеризации на фиг.2 структурная схема блока оценки температуры в реакторе. Устройство управления процессом полимеризации содержит датчик 1 температуры и датчик 2 давления, установленные на линии 3 подачи мономера в реактор 4, в котором установлены датчик 5 температуры, датчик 6 давления и датчик 7 концентрации полимера, а на внешней стенке установлен датчик 8 температуры. Выход датчика 5 температуры соединен с первым 20995 входом блока 9 коррекции скорости реакции, второй вход которого соединен с датчиком 7 концентрации полимера, а выход блока 9 коррекции скорости соединен с первым входом блока 10 определения текущей скорости реакции, второй и третий входы которого соединены соответственно с датчиком 7 концентрации полимера и датчиком 5 температуры. Выход блока 10 определения текущей скорости реакции соединен с первым входом блока 11 коррекции, второй вход которого соединен с датчиком 5 температуры, третий вход - с датчиком 6 давления, четвертый вход - с датчиком 1 температуры, пятый вход - с датчиком 2 давления. Выход блока 11 коррекции соединен с первым входом блока 12 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 13 определения максимально допустимой скорости реакции. Первый и второй входы блока 13 определения максимально допустимой скорости реакции соответственно соединены с датчиком 8 температуры внешней стенки реактора и с выходом блока 18 оценки температуры в реакторе, первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиком 5 измерения температуры в ректоре и датчиком 7 концентрации полимера. Блок 18 оценки температуры в реакторе содержит соединенные между собой блок 19 сравнения и усилитель 20, при этом первый и второй входы блока 19 сравнения соединены соответственно с датчиком 5 температуры в реакторе и с датчиком 7 концентрации полимера. Выход усилителя 20 связан с вторым входом блока определения максимально допустимой скорости реакции. Выход блока 12 сравнения соединен с первым входом регулятора 14 расхода катализатора, второй вход которого связан с датчиком 18 расхода, установленным на линии 19 подачи катализатора в реактор 4. На линии 19 также установлен исполнительный механизм 20,связанный с выходом регулятора 14 расхода катализатора. На линии 3 подачи мономера в реактор 4. Устройство работает следующим образом. При постоянстве сигнала с датчика 5 температуры в реакторе, в случае если плотность и состав жидкого мономера в линии 3 постоянны и постоянна активность катализатора в линии 19. блок 9 коррекции скорости реакции по сигналам от датчика 5 температуры и датчика 7 концентрации полимера формирует сигнал, пропорциональный концентрации активных центров катализатора в реакционной массе, который используется далее в качестве сигнала коррекции, поступающего на первый вход блока 10 определения текущей скорости реакции, на второй вход которого поступает сигнал от датчика 7 концентрации полимера, а на третий вход - сигнал от датчика 5 температуры. Выходной сигнал из блока 10 определения текущей скорости реакции, проходя через блок 11 коррекции без изменения, подается на блок 12 сравнения, где текущая скорость реакции сравнивается с сигналом от блока 13 определения максимально допустимой скорости реакции и, в зависимости от их разницы, меняется задание регулятору 14 расхода катализатора, управляющему исполнительным механизмом 20. который изменяет подачу катализатора в реактор до тех пор, пока значение текущей скорости реакции не сравняется со значением скорости, определенным блоком 13 определения максимально допустимой скорости реакции. При изменении слоя полимера, налипшего на стенках реактора 4. и. следовательно, изменении динамики сигнала с датчика 5 температуры в реакторе, блок 18 оценки температуры в реакторе по сигналам от датчика 5 температуры в реакторе блок 19 сравнения определяет рассогласование между сигналами и подает его на вход усилителя 20. в котором этот сигнал преобразуется пропорционально динамике изменения сигнала с датчика 5 температуры в реакторе. Этот сигнал в качестве оценки температуры в реакторе подается на вход блока 13 определения максимально допустимой скорости реакции, подающего сигнал регулятору 14 подачи катализатора, управляющего исполнительным устройством 20, которое изменяет подачу катализатора в реактор 4 до тех пор, пока значение текущего расхода катализатора не сравняется со значением расхода, определенным блоком 12 определения требуемого расхода катализатора в зависимости от величины максимально допустимой скорости реакции. При изменении плотности и (и) состава жидкого мономера в линии 3 и (или) активности катализатора в линии 19 и (или) при изменении слоя налипшего на стенках реактора полимер и,следовательно,изменении коэффициента теплопередачи стенок реактора, в соответствии с изменением сигналов от датчиков температуры 5 и датчика 7 концентрации полимера, меняется величина выходного сигнала блока 9 коррекции скорости реакции, в результате чего изменяется выходной сигнал блока 10 определения текущей скорости реакции, поступающий на первый вход блока 11 коррекции. В соответствии с изменением входного сигнала блока 10 определения текущей скорости реакции, поступающий на первый вход блока 11 коррекции. В соответствии с изменением входного сигнала блока 10 определения текущей скорости реакции, а также с изменением сигналов датчика температуры и датчика 5 температуры датчиков 2 и 6 давления изменяется входной сигнал блока 11 коррекции,пропорциональный скорректированному значению текущей скорости реакции. Этот сигнал поступает на вход блока сравнения, где текущая скорость реакции сравнивается с сигналом блока 13 определения максимально допустимой скорости реакции и, в зависимости от их разницы, изменяется задание регулятору 14 расхода катализатора, управляющему исполнительным механизмом 20. который изменяет подачу катализатора в реактор до тех пор, пока значение текущей скорости реакции не сравнится с значением скорости, определенным блоком 13 определения максимально допустимой скорости реакции. 3 20995 За счет того, что в устройство автоматического управления процессом полимеризации введен блок оценки температуры в реакторе, стало возможным повысить производительность процесса за счет большего приближения текущей скорости реакции к максимально допустимой скорости реакции. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство автоматического управления процессом растворной полимеризации, содержащее датчики температуры и давления, установленные в реакторе и на трубопроводе подачи мономера в реактор, соединенные с входами блока коррекции,выход которого через блок сравнения соединен с первым входом регулятора расхода катализатора,второй вход и выход регулятора расхода катализатора соединены соответственно с датчиком расхода катализатора и исполнительным механизмом, установленными на трубопроводе подачи катализатора в реактор, блок определения текущего значения скорости реакции, блок определения максимально допустимой скорости реакции и датчик температуры, установленный на внешней стенке реактора и соединенный с первым входом указанного блока определения максимально допустимой скорости реакции, второй вход которого соединен с датчиком температуры,установленным в реакторе, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно блок оценки температуры в реакторе, первый вход которого подсоединен к датчику температуры в реакторе,второй вход - к выходу датчика концентрации полимера, а выход - ко второму входу блока определения максимально допустимой скорости реакции.