SU1159927A1 - Method of controlling ethylene polymerization reactor - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА путем . периодических колебаний давлени  в реакторе воздействием на расход смеси на выходе из р еактора и изменени  периода колебаний давлени , отличающийс  тем, что, с целью повьппени  производительности реактора, измер ют расход этилена, температуру и давление в реакторе, определ ют за период колебаний усредненные значени  температуры и давлени  и корректируют период колебаний давлени  в зависимости от отклонени  расхода этилена и усредненных значений температуры и давлени  в реакторе. 2, Способ по п. 1, о. т л и ч аю щ и и с   тем, что коррекцию ВСШ ;;ай « чпериода колебаний V давлени  в реакторе определ ют по формуле f («оА.р-Пр .1с,дт I где б - величина сброса давлени ; V, - относительна  длительность сброса давлени  . предельна  амплитуда,, при 5,,, которой реактор находитс  на границе устойчивости, а все параметры принимают заданные значени ) С - предельный период, определенный при тех же услови х; KB - коэффициент, характеризующий запас устойчивости реактора; К, , коэффициенты, определенные по модели реактора полимеризации этилена и учитывакхцие коэффициент к AQQ-O,- значение рассогласовани  расхода этилена; pfjp(t,jx значение рассогласовани  ГО среднего за период колеба ., ни  давлени    реакторе{ . t «T4jTit,) значение рассогласовани  .средней температуры в . акторе за период колебани .1. METHOD OF MANAGING THE POLYMERIZATION REACTOR OF ETHYLENE by. periodic pressure fluctuations in the reactor by affecting the flow rate of the mixture at the outlet of the reactor and changing the period of pressure fluctuations, characterized in that, in order to increase the reactor performance, the ethylene consumption, temperature and pressure in the reactor are determined over the period of oscillations, the averaged temperature values and pressure and adjust the period of pressure fluctuations depending on the deviation of the flow rate of ethylene and the averaged values of temperature and pressure in the reactor. 2, the Method according to claim 1, about. This is due to the fact that the correction of the VSSH ;; oi "period of the oscillations V of the pressure in the reactor is determined by the formula f (" OAr-Pr. 1s, dt I where b is the pressure release value; V, - relative duration of depressurization, limiting amplitude, at 5 ,,, which the reactor is at the stability boundary, and all parameters take the given values) C - the limiting period determined under the same conditions; KB is the coefficient characterizing the stability margin of the reactor; K, the coefficients determined from the ethylene polymerization reactor model and taking into account the coefficient to AQQ-O, is the value of the ethylene consumption mismatch; pfjp (t, jx is the value of the discrepancy between the average GW for the period of oscillation, nor the pressure of the reactor {. t "T4jTit,) the value of the mismatch of the average temperature in. actor for the period of oscillation.

Description

11 Изобретение относитс  к автоматизации химико-технологических- процессов , в частности, к управлению реактором полимеризации этилена, работающим в неустойчивом режиме, и может быть использовано в процессе получени  полиэтилена при высоком давлении в химической промьппленности. Целью изобретени   вл етс  повыше ние производительности реактора за . счет обеспечени  работы в окрестности заданного неустойчивого оптимального режима. . На фиг. 1 показана блок-схема еис темы управлени  реактором пЬлимериза ЦИК этилена, работающим в неустойчивом режиме, реализующа  предлагае№,1Й способ; на фиг. 2 - изменение температуры в реакторе при использовании способа. . Исходные вещества поступают по трубопроводу 1 в реактор 2 с мешалкой . Продукт реакции выводитс  из .реактора по трубопроводу 3. Система управленид реактором полимеризации этилена состоит из датчика 4 расхода исходньтх веществ, датчика 5 давле ни  в реакторе 2, датчика 6 температуры в реакторе, блока 7 усреднени  значений темцературы за период колебани , блока 8 усреднени  значений давлени  за период колебани , блока 9 определени  параметров колебаний давлени , генератора 10 колебаний давлени , сумматора 11, задат чика 12 давлени , регул тора 13 давлени , клапана 14 на вьпсоде из реактора полимеризации и позиционера 15. Система управлени  работает следующим образом. Сигнал от датчика 4 расхода, установленного на трубопроводе 1, пос-; тупает на первый вход блока 9 опреде лени  параметров колебаний давлени , на второй и третий вход которого через блоки усреднени  7 за период температуры и давлени  8 поступают соответственно сигналы от датчиков температуры и давлени , а н,а червертый - сигнал от задатчика 12 давле ни . В блоке 9 определени  параметров колебаний давлени  амплитуду и период колебаний давлени  определ ют из услови  обеспечени  заданной степени устойчивости режима работы , реактора и корректируют путем учета сигналов рассогласовани  расхода, температуры и давлени . Величины 27 амплитуды и периода подают на генератор 10 колебаний давлени , который формирует пр моугольные колебани  с нулевым средним значением. Колебани  давлени  несимметричны, т.е. сброс давлени  происходит на величину S и продолжаетс  в течение интервала Т гДе , - период колеба,ний, а подъем давлени  происходит на величину Jg- и продолжаетс  в течение интервала (1 - -JR--)t От генератора колебаний поступает на сумматор 11, на который поступает также заданное среднее значение давлени  с задатчика 12 давлени . Суммарный сигнал поступает на регул тор 13, который в зависимости от рассогласовани  между текувцм значением давлени  в реакторе и заданным давлением вьздает управл ющий сигнал на регулируюпщй клапан 14, установленный на трубопроводе 3, который, измен   расход продукта реакции, измен ет давление в реакторе. Способ управлени  проверен на опытном реакторе полимеризации эти-пена под высоким давлением. Проверка показала.возможность реализации с использованием данного способа режима работы реактораj который  вл етс  неустойчивым и поэтому не мог осуществл тьс . На фиг. 2 показано изменение температзфы в реакторе, зарегистрированное при проверке данного способа . Как видно из графика, пульседи  давлени  обеспечивает стабилизацию температуры в реакторе в окрёстйости заданного значени  Tj 170 G, соответствукщего неустойчивому режиму работы в реакторе, при откладче НИИ пульсаций давлени  температура в реакторе резко снижаетс  и peakци  полимеризации прекращаетс . Заданное давление в процессе эксперимента составл ет Р 1300 атм, заданное значение расхода G, 8110 м/с, Параметры колебании при.эксперименте: вд 75 атм, относительна  длительность сброса давлени , А, 0,2, предельна  амплитуда, при которой реактор находитс  на границе устойчивости , а. все параметры лринимают заданное значение А(,{, « 30 атм, предельный период, определенный при тех же услови х, составл ет С 5 с.11 The invention relates to the automation of chemical-technological processes, in particular, to the management of an ethylene polymerization reactor operating in an unstable mode, and can be used in the process of producing polyethylene under high pressure in chemical industry. The aim of the invention is to increase the productivity of the reactor for. account of the provision of work in the vicinity of a given unstable optimal mode. . FIG. 1 shows a block diagram of its topic of control of an ethylene CEC primer control reactor operating in an unstable mode, implementing the proposed No. 1 method; in fig. 2 - the temperature change in the reactor when using the method. . The original substances are fed through line 1 to the reactor 2 with a stirrer. The reaction product is withdrawn from the reactor through line 3. The ethylene polymerization reactor control system consists of the source material flow sensor 4, the reactor pressure sensor 5, the reactor temperature sensor 6, the reactor temperature averaging unit 7, the averaging values for the period of oscillation, the value averaging unit 8 pressure for the period of oscillation, block 9 for determining parameters of pressure oscillations, generator 10 for pressure oscillations, adder 11, pressure sensor 12, pressure regulator 13, valve 14 on the outlet from the polymerization reactor and positioning pa 15. The control system operates as follows. The signal from the sensor 4 flow rate installed on the pipeline 1, pos-; fails to the first input of block 9 for determining the pressure fluctuation parameters, to the second and third input of which, via averaging blocks 7, over a period of temperature and pressure 8, signals from temperature and pressure sensors, respectively, come in, and the fourth - a signal from setpoint 12 pressure. In block 9 for determining the parameters of pressure fluctuations, the amplitude and period of pressure fluctuations are determined from the conditions for providing a given degree of stability of the operating mode, the reactor, and are corrected by taking into account the error signals of the flow, temperature, and pressure. The magnitudes 27 of the amplitude and period are applied to the pressure oscillator 10, which generates rectangular oscillations with zero mean value. Pressure fluctuations are asymmetric, i.e. the pressure drops by S and continues for the interval T gDe, the period of oscillation, and the pressure increases by Jg- and lasts for the interval (1 - -JR -) t From the oscillator goes to the adder 11, which also receives a predetermined average pressure value from pressure setting device 12. The sum signal goes to the regulator 13, which, depending on the mismatch between the current pressure value in the reactor and the set pressure, drives the control signal to the regulating valve 14 installed in line 3, which, by changing the flow rate of the reaction product, changes the pressure in the reactor. The control method was tested on an experimental ethylene foam polymerization reactor under high pressure. The verification showed the possibility of using this mode of operation of the reactor j, which is unstable and therefore could not be implemented. FIG. 2 shows the change in temperature in the reactor, registered during the test of this method. As can be seen from the graph, the pressure pulsed pressure provides stabilization of the temperature in the reactor in the vicinity of a given value Tj 170 G, corresponding to an unstable operating mode in the reactor, while the pressure pulsation is being delayed, the temperature in the reactor decreases sharply and the polymerization peak stops. The specified pressure during the experiment is P 1300 atm, the specified value of the flow rate G, 8110 m / s, Oscillation parameters at the experiment: 75 atm, relative duration of pressure release, A, 0.2, the maximum amplitude at which the reactor is at stability boundary, and. all parameters take the set value A (, {, "30 atm, the limiting period determined under the same conditions is C 5 s.

Коэффициент запаса устойчивости Кв 1,5.Factor of stability Kw 1,5.

Таким образом, при заданньк значени х- параметров период колебаний давлени  - 15 с. Коэффициенты коррекции К , K,j, К, определенные по модели реактора, равны К 1,5 Kj 0,08, Kjj 0,06.Thus, at a given value of x-parameters, the period of pressure oscillations is 15 s. The correction factors K, K, j, K, determined by the reactor model, are equal to K 1.5 Kj 0.08, Kjj 0.06.

15992741599274

Данный способ управлени  1 еактором полимеризации этилена позвол ет повысить произродительность производства по сравнению с базовь1м 5 объектом на 1-2Z, уменьшить разброс индекса расплава на 3% за счет.обес;печени  работы в окрестности заданного неустойчивого режима, экономически более выгодного.This method of controlling 1 ethylene polymerization factor makes it possible to increase the productivity of production as compared with the base 1 5 object by 1-2Z, to reduce the melt index spread by 3% due to the liver, and work in the vicinity of a given unstable mode that is economically more profitable.

t/e./t / e. /

Фи. 2Phi. 2

Claims (3)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА путем периодических колебаний давления в реакторе воздействием на расход смеси на выходе из реактора и изменения периода колебаний давления, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности реактора, измеряют расход этилена, температуру и давление в реакторе, определяют за период колебаний усредненные значения температуры и давления й корректируют период колебаний давления в зависимости от отклонения расхода этилена и усредненных значений температуры и давления в реакторе.1. METHOD OF CONTROL OF THE ETHYLENE POLYMERIZATION REACTOR by periodic pressure fluctuations in the reactor by affecting the flow rate of the mixture at the outlet of the reactor and changing the pressure fluctuation period, characterized in that, in order to increase the reactor productivity, ethylene consumption, temperature and pressure in the reactor are measured, determined by period of fluctuations, the averaged temperature and pressure values correct the period of pressure fluctuations depending on the deviation of the ethylene flow rate and the averaged values of temperature and pressure in the reactor re. 2, Способ по π. 1, о. т л и ч аю щ и й с я тем, что коррекцию периода колебаний Ъ давления в реакторе определяют по формуле ^; («Λ,Λιφ * ♦ М^р/ ), где 6 - величина сброса давления;2, The method of π. 1, about. It follows from the fact that the correction of the period of pressure fluctuations b in the reactor is determined by the formula ^; ("Λ, Λιφ * ♦ M ^p /), where 6 is the pressure relief; ¹/Д, ~ относительная длитель& ность сброса давления! предельная амплитуда,, при которой реактор находится на границе устойчивости, а все параметры принимают заданные значения) ¹ / D, ~ Relative Pressure Relief Duration! limit amplitude, at which the reactor is at the stability boundary, and all parameters take the given values) Спр - предельный период, определенный при тех же условиях;Spr is the limit period determined under the same conditions; Ко ~ коэффициент, характеризующий запас устойчивости реактора;Co ~ coefficient characterizing the stability margin of the reactor; коэффициенты, определенные по модели реактора полимеризации этилена и учитывающие коэффициент!^;coefficients determined by the model of ethylene polymerization reactor and taking into account the coefficient! ^; SS 4Q*Q-0j~ значение рассогласования расхода этилена;4Q * Q-0j ~ mismatch value of ethylene consumption; значение рассогласования t..... - среднего за период колеба-.the value of the mismatch t ..... is the average over the period of the fluctuation. * ния давления в реакторе; .* the pressure in the reactor; . j_tх, значение рассогласования f 1 ’'^средней температуры в ре_ж Ji акторе за период колеба < ³ ния.j _t x, the error value of f 1 '' ^ the average temperature in the re _g Ji actors for the period oscillations ^<3 Niya.