способ управления процессом водной дегазации изопренового каучука
Классы МПК: | G05D27/00 Одновременное управление или регулирование переменных величин, относящихся к двум или более основным группам 1/00 C08C2/06 выделение каучука из растворов |
Автор(ы): | Болдырев А.П., Хайруллов Д.К., Зайдуллин А.А., Милославский Г.Ю., Бегин С.А. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-08-23 публикация патента:
10.03.2002 |
Изобретение относится к способам и системам управления процессами дегазации полимеризата в производстве синтетического каучука типа СКИ, СКД, СКЭП(т) и может быть использовано на аналогичных производствах в нефтехимической промышленности. Технический результат - повышение точности регулирования технологических параметров процесса дегазации каучуков. Для этого, в частности, при агломерировании крошки каучука измеряют массовые потоки полимеризата, антиагломератора и корректируют расход последнего с учетом возмущений, поступающих в дегазатор, что в итоге улучшает физико-механические свойства каучука и снижает расход антиагломератора. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ управления процессом водной дегазации каучука, проводимым в емкости и дегазаторе путем измерения расхода полимеризата, раствора антиагломератора и определения дозировки антиагломератора, отличающийся тем, что дополнительно измеряют концентрацию полимера в растворе, концентрацию антиагломератора в растворе и пульпе каучука и уровень раствора антиагломератора в емкости, при этом определяют текущее значение дозировки антиагломератора как соотношение массовых расходов полимера и антиагломератора, определяют величины коррекций дозировки антиагломератора в зависимости от текущей концентрации антиагломератора в пульпе каучука и уровня раствора антиагломератора в емкости, определяют суммарную величину коррекции заданной дозировки антиагломератора и корректируют управляющее воздействие по расходу раствора антиагломератора.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способам управления технологическими процессами в производстве синтетического каучука типа СКИ, СКД, СКЭП(Т) и может быть использовано в других производствах нефтехимической промышленности. Известен способ управления процессом водной дегазации изопренового каучука путем измерения температуры дегазации, давления паровой фазы, определения размеров частиц каучука, стабилизации соотношений расходов пар-полимеризат, полимеризат, дозировки антиагломератора с коррекцией расхода антиагломератора в зависимости от размера частиц каучука и соотношения "пар-полимеризат" (Авт.свид. СССР 1772793, MПК5 G 05 D 27/00, С 08 С 2/06, 1999 г.)Недостатком указанного способа является недостаточно высокое качество каучука из-за неточного дозирования антиагломератора при смешении его с полимеризатом. Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества каучука и снижение расхода антиагломератора на 1т каучука. Поставленная задача решается тем, что в известном способе управления процессом водной дегазации каучука, проводимом в смесителе и дегазаторе, путем измерения расхода полимеризата и раствора антиагломератора и определения дозировки антиагломератора, дополнительно измеряют концентрацию полимера и антиагломератора в растворе, концентрацию антиагломератора в пульпе каучука и уровень раствора антиагломератора в смесителе, определяют величины отклонений дозировки антиагломератора от заданного значения, при этом корректируют дозировку антиагломератора и пропорционально текущему значению концентрации полимера и антиагломератора в растворе и отклонению концентрации в пульпе каучука и уровня раствора антиагломератора в смесителе от заданного значения, причем величину коррекции управляющего воздействия по расходу раствора антиагломератора определяют с учетом указанных отклонений дозировки антиагломератора от заданного значения. Совокупность новых приемов управления в сочетании с известными придает предлагаемому способу новые свойства, обеспечивая повышение качества каучука и снижение удельного расхода антиагломератора за счет учета концентрационных потоков полимера, антиагломератора. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию изобретения. Сущность изобретения поясняемая примером и чертежом, где изображена принципиальная схема управления процессом водной дегазации в производстве полиизопренового каучука. На чертеже изображены: емкость для приема раствора антиагломератора 1, дегазатор 2, датчик расхода полимеризата 3, датчик концентрации полимера 4, датчик концентрации антиагломератора в растворе 5, контур регулирования расхода антиагломератора 6-8 (датчик 6, регулятор 7, клапан 8), датчик концентрации антиагломератора в пульпе каучука 9, датчик уровня антиагломератора 10 и ЭВМ 11. При выходе датчиков 4,5,9 из строя пользуются данными лабораторного анализа. Исследование процесса дегазации каучука, в частности дозирования антиагломератора (противослипателя крошки каучука), показало, что для равномерного покрытия частиц каучука антиагломератором (стеариновой кислотой) необходимо контролировать концентрацию антиагломератора на выходе дегазатора и для точного дозирования учитывать концентрацию полимера и антиагломератора в растворе, а также уровень раствора антиагломератора в емкости, что улучшает качество каучука (более эффективно происходит процесс дегазации) и это позволяет экономить антиагломератор. Управление процессом осуществляют следующим образом:
1. Определяют по информации датчиков 3 и 4 расхода полимеризата (Qп) и концентрации полимера (Сп) в растворе массовый расход полимера в дегазатор 2:
Gп = Qп Cп (1). 2. Определяют по информации датчиков 6 и 5 расхода антиагломератора (Qa) и его концентрации (Са) массовый расход антиагломератора:
Gа = Qа Cа (2)
3. Определяют текущее значение дозировки антиагломератора (соотношение массовых расходов полимера и антиагломератора):
4. Определяют по информации датчика 9 текущую концентрацию антиагломератора (Сд) в дегазаторе, сравнивают с заданным значением (Сзад) концентрации антиагломератора и определяют отклонение С=(Сд-Сзад) и затем величину коррекции дозировки антиагломератора:
dk1 = k1C, (4),
где k1 - константа. 5. Определяют по информации датчика 10 уровень раствора антиагломератора (Н) в емкости 1 и величину коррекции дозировки антиагломератора (dk)2:
dk2 = K2 H (5),
где К2 - константа, которую выбирают из условия:
где da зад - заданное значение дозировки антиагломератора. 6. Определяют величину коррекции заданной дозировки (dзадa) антиагломератора с учетом изменений концентрации антиагломератора (C), уровня Н и текущей дозировки da T:
dзадa = dk1+dk2+(dзадa-dTa) (6)
7. Определяют величину коррекции управляющего воздействия по расходу антиагломератора, например по ПИ-закону регулирования:
Qa = K3dзадa+K4todзадadt (7),
где К3, К4 - константы регулятора 7. Таким образом, управляющее воздействие Qa является функцией всех измеряемых величин:
Qa= f(Qп, Сп, Са, Сд, Н), что повышает точность дозирования антиагломератора в полимер и улучшает качество каучука и снижает расход антиагломератора. Ниже дается численный пример реализации предлагаемого способа. Пример
- Заданное значение дозировки антиагломератора
da зад=0,012 отн.ед=1,2%
- Заданное значение концентрации антиагломератора в пульпе каучука
Сзад=1,15%
1. Определяют по информации датчиков 3 и 4 расхода полимеризата Оп=50т/ч и концентрацию полимеризата Сп=0,13 и рассчитывают массовый расход:
Gп=50т/ч0,13=6,5т/ч (1)
2. Определяют по информации датчиков 6 и 5 расхода антиагломератора Qa= 2,112 т/ч и его концентрацию Са=0,04 и рассчитывают массовый расход:
Gа = Qа Cа = 2,112 0,04 = 0,0845 т/ч (2)
3. Определяют текущее значение дозировки антиагломератора
4. Определяют по информации датчика 9 текущую концентрацию антиагломератора в пульпе каучука:
Сд=1,4 мас.%
и отклонение ее от заданного значения
C =(Сд-Сзад)=1,4-1,15=0,25 мас.%
и величину коррекции дозировки антиагломератора
dk1 = K1 0,25% = 0,22% (4)
K1=1,09
5. Определяют по информации датчика 10 уровень раствора антиагломератора Н=0,70 м3 в емкости 1 и величину коррекции дозировки антиагломератора dk2:
dk2 = K2 H (5)
т.к. заданное значение дозировки
da зад < daт т.е. 1,2 < 1,3,
то коэфф. К2О; К2=0,442 (из условия 5а)
dk2= 0,4420,7 =0,31%
6. Определяют величину коррекции заданной дозировки антиагломератора с учетом изменений параметров по формуле 6:
dзадa = dk1+dk2+(dзадa-daт)
dзадa = 0,22+0,31+(1,2-1,3)
dзадa = 0,43
7. Определяют величину коррекции управляющего воздействия по расходу антиагломератора, например по П-закону регулирования:
Qa = K3dзадa,
где К3=75
Qa =75 0,43=32,25 кг/ч. Величина Qa с ЭВМ 11 выдается на регулятор 7 и клапан 8 для установки требуемого расхода антиагломератора. Во время испытаний точность дозирования антиагломератора возрастает до 3,12 мас.% против 12,5 мас.%.
Класс G05D27/00 Одновременное управление или регулирование переменных величин, относящихся к двум или более основным группам 1/00
Класс C08C2/06 выделение каучука из растворов