способ управления процессом получения цис-1,4-полиизопрена
Классы МПК: | C08F6/26 обработка полимеров, полученных в массе C08F136/08 изопрен |
Автор(ы): | Будер С.А., Абрамзон И.М., Борейко Ю.И., Васильев В.А., Гильмутдинов Н.Р., Зайдуллин А.А., Исаков Н.Д., Кормер В.А., Курочкин Л.М., Нестеров О.Н., Рафиков И.К., Сахапов Г.З., Савельев В.С., Силитрин В.В., Фатхуллин Р.М. |
Патентообладатель(и): | Нижнекамское производственное объединение "Нижнекамскнефтехим" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-08-10 публикация патента:
20.08.1995 |
Использование: в нефтехимической промышленности, в процессах получения полиизопренового каучука. Сущность изобретения: в процессе получения цис-1,4-полиизопрена для предотвращения ухудшения пластоэластических свойств готовой продукции при дезактивации каталитического комплекса водой корректируют молярное соотношение компонентов каталитического комплекса, при этом операции изменения молярного соотношения компонентов катализатора-триизобутилалюминия и L тетрахлорида титана, выполняют на 0,005-0,05 пропорционально изменению пластичности на 0,01 ед по Карреру. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИС-1,4-ПОЛИИЗОПРЕНА при использовании катализатора, получаемого смешением растворов триизобутилалюминия и тетрахлорида титана при температуре в диапазоне (-) 58 - (-) 100oС при молярном соотношении компонентов триизобутилалюминия - тетрахлорида титана в диапазоне (0,95 1,05) 1 при дезактивации катализатора водой путем стабилизации вязкости по Муни изменением режимного параметра процесса полимеризации и путем стабилизации пластичности по Карреру, отличающийся тем, что уменьшают (увеличивают) соотношение компонентов триизобутилалюминия тетрахлорид титана пропорционально максимально (минимально) заданных значений до достижения текущим значением заданного, при этом операции изменения молярного соотношения компонентов катализатора выполняют на 0,005 0,05 пропорционально изменению пластичности на 0,01 ед. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при текущем значении пластичности внутри задаваемого диапазона минимизируют расход катализатора изменением соотношения компонентов катализатора.Описание изобретения к патенту
Изобретение касается способа и устройства управления процессом получения цис-1,4-полиизопрена и может найти применение в производстве синтетического каучука СКИ-3. Известен способ управления процессом получения полиизопрена при использовании катализатора, получаемого смешением толуольных растворов тетрахлорида титана (TiCl4) и триизобутилалюминия (ТИБА) при температуре от -55 до -100оС, предпочтительно 70оС при молярных соотношениях компонентов триизобутилалюминия и тетрахлорида титана (TiCl4) (0,95-1,05):1 путем стабилизации характерной формы спектра электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) раствора катализатора изменением расхода одного из компонентов с получением полиизопрена с высокими пластоэластическими показателями только при дезактивации катализатора метиловым спиртом. В том же случае, когда дезактивация производится водой [1] способ не гарантирует высокое качество получаемого полиизопрена, так как не исключает протекания катионных процессов и на стадии дезактивации может образовываться полиизопрен, содержащий значительное количество гель-фракций (до 20 мас.). В то же время дезактивация водой значительно экономичнее, а главное целесообразна для защиты окружающей среды. Известен способ управления процессом получения 1,4-полиизопрена путем стабилизации вязкости по Муни изменением расхода водорода в реакционную смесь и стабилизации пластичности по Карреру изменением температуры исходной реакционной смеси с учетом концентрации гель-фракции [2]Однако этот способ также не обеспечивает требуемые пластоэластические показатели полиизопрена при дезактивации катализатора водой даже если катализатор получают смешением толуольных растворов и триизобутилалюминия (ТИБА) тетрахлорида титана (TiCl4) при температуре от -50 до-100оС при молярных соотношениях (0,95-1,05): 1, так как и он гарантированно не исключает протекание катионных процессов, приводящих на стадии дезактивации водой к образованию гель-фракции. Изобретение относится к способу управления процессом получения цис-1,4-полиизопрена, обеспечивающего при дезактивации катализатора водой получение полиизопрена с высокими пластоэластическими показателями (безгелевого каучука). Способ может быть реализован в режиме ручного управления, осуществляемого технологическим персоналом по предлагаемой последовательности операций. Способ может быть реализован в режиме автоматического управления. На чертеже приведена схема реализации предлагаемого способа в режиме автоматического управления. Схема включает трубопроводы 1, 2 подачи толуольных растворов ТИБА и TiCl4, расходомеры 3, 4 и регулирующие клапаны 5, 6 на трубопроводах, реактор 7, насос 8, холодильник 9, трубопровод 10 подачи жидкого этилена и клапан 11 на нем, клапаны 12, 13, реактор 14, насос 15, холодильник 16, трубопровод 17 подачи жидкого этилена и клапан 18 на нем, клапан 19 на трубопроводе циркуляции катализатора, расходомер 20 и клапан 21 на трубопроводе подачи катализатора на полимеризацию, полимеризаторы 22, 23, трубопровод 24 подачи изопренизопентанового раствора, расходомер 25, клапан 26 на этом трубопроводе, холодильник 27, трубопровод 28 подачи жидкого пропана и клапан 29 на нем, трубопровод 30 подачи суспензии воды с антиоксидантом, расходомер 31 и клапан 32 на нем, смеситель 33. Под номером 34 на схеме условно объединены элементы процесса и системы управления, включающие последующие стадии обработки полимеризата, начиная с дегазации и кончая получением брикетов полиизопрена. Схема содержит также регуляторы расхода 35, 36, датчик и регулятор уровня 37, 38 в реакторе 7, спектрометр ЭПР и регулятор спектра 39, 40, датчик и регулятор температуры катализатора в первом контуре 41, 42, датчик и регулятор давления 43, 44, датчик и регулятор уровня 45, 46, датчик и регулятор температуры катализатора во втором контуре 47, 48, датчик и регулятор давления 49, 50, регулятор расхода катализатора 51, датчик и регулятор температуры процесса полимеризации 52, 53, регулятор расхода изопренизопентанового раствора 54, датчик и регулятор температуры изопренизопентанового раствора 55, 56. Схема также содержит измеритель и регулятор вязкости по Муни 57, 58; измеритель пластичности по Карреру 59, вычислительное устройство (ВУ) 60, задатчики 62, 61 максимально и минимально допустимых значений пластичности; экстремальный регулятор 63, сумматор 64, регулятор соотношения расходов воды и изопренизопентанового раствора 65. Способ управления реализуется следующим образом. По трубопроводам 1 и 2 через клапаны подают толуольные растворы ТИБА и TiCl4, расходы которых устанавливают с помощью регуляторов спектра ЭПР 40 и уровня 38 воздействием на задание регуляторам расхода 35, 36. В реакторе 7 растворы смешивают и циркулируют с помощью насоса 8 через холодильник 9. По трубопроводу 10 через клапан 11 подают жидкий этилен, расход которого устанавливают с помощью регулятора температуры 42 в зависимости от температуры растворов, измеряемой датчиком температуры 41. Стабилизируют давление в циркулирующем контуре с помощью АСР, включающей датчик давления 43, регулятор 44 и клапан 13. Полученный раствор катализатора подают в реактор 14 для созревания. В реакторе 14 по аналогии с реактором 7 циркулируют раствор катализатора насосом 15 и поддерживают температуру с помощью АСР температуры (47, 48, 18). Раствор катализатора подают в полимеризаторы 22, 23, через расходомер 20 и клапан 21 в зависимости от температуры процесса полимеризации, измеряемой датчиком температуры 52 и стабилизируемой регулятором 53 воздействием на задание регулятора расхода 51. По трубопроводу 24 подают через расходомер 25 и клапан 26 изопренизопентановый раствор с использованием регулятора 54. С помощью холодильника 27 и АСР температуры (55, 56, 29) стабилизируют температуру этого раствора. По трубопроводу 30 подают суспензию с антиоксидантом через расходомер 31 и клапан 32 с помощью регулятора соотношения расходов 65. В смесителе 33 катализатор дезактивируют водой, и одновременно в полимер вводят антиоксидант. Полимеризат из смесителя 33 подают на последующие стадии переработки в узле 34. Определяют с помощью измерителя 57 текущую вязкость по Муни и стабилизуют ее с помощью регулятора 58 воздействием на задание регулятору температуры 56 изопренизопентанового раствора. Определяют с помощью измерителя 59 текущую пластичность по Карреру и сигнал об измеренном значении подают на один выход ВУ 60. На другие входы ВУ через задатчики 61, 62 подают сигналы, соответствующие максимально и минимально заданным значениям пластичности. В ВУ 60 производят вычисления по уравнениям
UTi=K1(Пmax-Пi)-K2(Пmin-Пi) (1)
или Пi
![способ управления процессом получения цис-1,4-полиизопрена, патент № 2041886](/images/patents/431/2041161/8805.gif)
![способ управления процессом получения цис-1,4-полиизопрена, патент № 2041886](/images/patents/431/2041018/8773.gif)
если иначе, где UTi текущий сигнал на выходе ВУ;
Пmax и Пmin максимально и минимально заданные значения пластичности по Карреру;
Пi текущее значение пластичности;
К1, К2 настроечные коэффициенты. Вычислительный сигнал подают с одного выхода ВУ 60 и на вход сумматора 64. Со второго выхода ВУ 60 на вход экстремального регулятора 63 подают сигнал S, вычисленный по уравнению
S=0, если Пi<П или Пi
![способ управления процессом получения цис-1,4-полиизопрена, патент № 2041886](/images/patents/431/2041161/8805.gif)
и S=1, если иначе. Экстремальный регулятор 63 через один вход сумматора 64 производит шаговый поиск минимального расхода катализатора по стандартному алгоритму при сигнале S= 1 ("Поиск разрешен") и прекращает поиск при сигнале S=0 ("Поиск запрещен"), при этом алгоритм действия экстремального регулятора предусматривает, что при получении сигнала S=0, а также после нескольких устойчивых "рысканий" сигнал на выходе экстремального регулятора запоминается. В этом случае на выходе сумматора 64, то есть на задание регулятора спектра ЭПР 40, поступает сигнал U2i, рассчитываемый по уравнению:
U2i= U0i+U1i U0i запомненное значение сигнала на выходе экстремального регулятора, при сигнале S=0. Система управления увеличивает концентрацию триизобутилалюминия (ТИБА) в катализаторе и предотвращает протекание катионных процессов, приводящих к уменьшению пластичности. Напротив, при увеличении пластичности и Пi> Пmax система управлений увеличивает концентрацию TiCl4. Таким образом, если пластичность Пi находится внутри заданного диапазона Пmin< П i
![способ управления процессом получения цис-1,4-полиизопрена, патент № 2041886](/images/patents/431/2041018/8773.gif)
![способ управления процессом получения цис-1,4-полиизопрена, патент № 2041886](/images/patents/431/2041005/177.gif)
![способ управления процессом получения цис-1,4-полиизопрена, патент № 2041886](/images/patents/431/2041005/177.gif)
Класс C08F6/26 обработка полимеров, полученных в массе