Производство полиэтилена высокой плотности

Размещено на http://www.allbest.ru

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ И ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР

1.1 Литературный обзор

1.1.1 Общие принципы построения систем управления на основе нечеткой логики. Применение нечеткой логики обеспечивает принципиально новый подход к проектированию систем управления и гарантирует возможность решения широкого круга проблем, в которых данные, цели и ограничения являются слишком сложными или плохо определенными и в силу этого не поддаются точному математическому описанию [2].

Возможны различные ситуации, в которых могут использоваться нечеткие модели динамических систем:

- когда имеется некоторое лингвистическое описание, которое отражает качественное понимание (представление) процесса и позволяет непосредственно построить множество нечетких логических правил;

- имеются известные уравнения, которые описывают поведение управляемого процесса, но параметры этих уравнений не могут быть точно идентифицированы;

- известные уравнения, описывающие процесс, являются слишком сложными, но они могут быть интерпретированы нечетким образом для построения лингвистической модели;

- с помощью входных/выходных данных оцениваются нечеткие логические правила поведения системы.

Под нечетким управлением в данном случае понимается стратегия управления, основанная на эмпирически приобретенных знаниях относительно функционирования объекта (процесса), представленных в лингвистической форме в виде некоторой совокупности правил.

В процессе работы системы управления в каждый момент времени используется один из двух нечетких алгоритмов: по первому из них осуществляется регулирование требуемого параметра. По второму поддерживается требуемая скорость изменения исследуемой величины. Каждый из алгоритмов состоит из ряда правил - высказываний, записанных на естественном языке.

Реализация предложенных алгоритмов нечеткого управления при этом принципиально отличается от классических алгоритмов, построенных на основе концепции обратной связи и, по существу, просто воспроизводящих некоторую заданную функциональную зависимость или дифференциальное уравнение. полимеризация этилен супервизорный регулятор

Нечеткий регулятор берет на себя те функции, которые обычно выполняются опытным и умелым обслуживающим персоналом. Эти функции связаны с качественной оценкой поведения системы, анализом текущей меняющейся ситуации и выбором наиболее подходящего для данной ситуации способа управления объектом. Данная концепция управления получила название опережающего или упреждающего управления.

Нечеткие регуляторы могут использоваться как самостоятельно для регулирования параметров процесса, так и в составе традиционных пропорционально-интегральных ПИ- и ПИД-регуляторов для улучшения их характеристик. Исходя из этого, нечеткие автоматизированные системы управления имеют хорошие перспективы внедрения в промышленность для автоматизации технологических процессов [4].

1.1.2 Принцип работы контроллера, основанного на нечеткой логике. В современных системах применяют контроллеры, основанные на нечеткой логике. На вход контроллера поступает необходимое для решения конкретной задачи число входных сигналов.

Происходит процедура фаззификации, т.е. исходя из текущегозначения четкого сигнала, на основании известных функций принадлежности каждому сигналу четкого вектора присваивается определенное входное значение (терм). Сигналы, входящие в этот вектор, называются лингвистическими переменными.

Значениям (термам) лингвистических переменных на основании функций принадлежности ставятся в соответствие определенные четкие значения сигналов, т.е. происходит процедура дефаззификации. Сигналы поступают в схему регулятора для реализации процесса управления. Следовательно, первой задачей является определение лингвистических переменных, составление их терм-множеств и функций принадлежности [5].

1.1.3 Системы управления с нечеткими супервизорными регуляторами. В данной статье рассмотрен класс САУ с нечеткой логикой - системам с нечеткими супервизорными ПИД-регуляторами. Введение нечеткого супервизора в САУс линейным ПИД-регулятором в ряде случаев позволяет значительно улучшить показатели качества управления.

Системы с линейными ПИД-регуляторами являются частным случаем рассматриваемых систем, при постоянстве сигналов, поступающихс нечеткого супервизора, вследствие чего можно утверждать, что при оптимальной настройке параметров нечетких супервизорных САУ они обеспечивают показатели качества управления не хуже, чем системы с традиционными ПИД-регуляторами. Заметим также, что благодаря функциональной эквивалентности нечетких систем и искусственных нейронных сетей нечеткие супервизоры по своему математическому описанию аналогичны нейросетевым супервизорам и приведенные в статье положения справедливы также для нейросетевых супервизорных САУ. Приведенные в статье результаты показывают, что САУ на основе НС ПИД-регуляторов позволяют обеспечить повышенные качества управления, относительно просты в синтезе и могут быть рекомендованы к широкому применению.

Для нечеткой логики имеются четко очерченные области применения, что стало возможным создание мощных инструментальных средств, позволяющих спрятать множество нетривиальных низкоуровневых математических операций за удобными пользовательскими интерфейсами и выразительными проблемно-ориентированными графическими метафорами. Фундаментальные математические операции нечеткой логики настолько четко определены, что они давно и успешно реализованы «в железе» (точнее, в системах команд) серийно выпускаемых микроконтроллеров.

Очевидной областью внедрения алгоритмов нечеткой логики являются всевозможные экспертные системы, в том числе:

- нелинейный контроль над процессами (производство);

- самообучающиеся системы (или классификаторы), исследование рисковых и критических ситуаций;

- распознавание образов;

- финансовый анализ (рынки ценных бумаг);

- исследование данных (корпоративные хранилища);

- совершенствование стратегий управления и координации действий, например сложное промышленное производство [6].

1.1.4 Анализ применения адаптивного промышленного ПИД-регулятора. Проблему адаптивного регулирования могли бы решить надёжные адаптивные ПИД-регуляторы, обеспечивающие качественную работу контуров регулирования при изменениях в динамике внешних возмущений без вмешательства и контроля со стороны обслуживающего персонала. Исследуемый метод настройки положен в основу автоматически настраивающегося адаптивного промышленного регулятора, синтезированного на основе ПИД-закона регулирования для управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности. В таком регуляторе реализуется способ нахождения оптимальных параметров регулятора по критерию максимальной степени устойчивости.

Сравнение величин настроечных параметров и показателей качества систем с тремя разными объектами в режиме адаптации показало наилучшее приближение результатов адаптации к виртуальным результатам, полученным исходя из того, что динамика реального объекта известна.

Адаптация в таком регуляторе осуществляется точнее в системах с объектом, описываемым апериодическим звеном второго или третьего порядка. Адаптация регулятора к объектам более высокого порядка проводится с меньшей точностью и можно сделать вывод, что представленный подход позволяет эффективно решать вышеперечисленные задачи и может широко применяться при построении сложных систем управления технологическими процессами в энергетике и различных отраслях промышленности.

Таким образом, параметрическая оптимизация системы с ПИД-регулятором с учетом заданных ограничений позволяет определить оптимальные значения коэффициентов регулятора [7].

1.2 Патентный обзор

1.2.1 Нечеткий адаптивный позиционный способ автоматического управления объектами с дискретными исполнительными устройствами по патенту РФ 2514127. Настоящее изобретение относится к способу автоматического управления с нечеткой адаптивной позиционной логикой, реализованному с помощью логического контроллера.

Областью применения изобретения являются технологические объекты с дискретными исполнительными устройствами (инфракрасные системы отопления, насосные станции, системы отопления с моноблочными теплогенераторами, вентиляционные системы, объекты с исполнительными устройствами на шаговых двигателях или с одним исполнительным устройством, но с дискретными значениями управления), то есть объекты, где экономически выгодно и технологически целесообразно применение дискретных исполнительных устройств или исполнительного устройства с дискретными значениями управления.

Техническим результатом предлагаемого способа является простота реализации, улучшение качества регулирования, повышение надежности функционирования за счет существенного уменьшения количества правил и более оперативного управления. Технический результат достигается за счет того, что используется нечеткий адаптивный позиционный способ автоматического управления объектами с дискретными исполнительными устройствами, реализуемый посредством логического контроллера и заключающийся в формировании параметров управления по нечетким правилам и подаче этих параметров управления на объект, отличающийся тем, что формирование параметров управления разделено на два уровня, на первом из которых с помощью нечеткой логики локализуется (выделяется) диапазон регулирования, в котором будет производиться дальнейшая адаптация, причем локализация диапазона регулирования производится путем определения основного значения параметра управления этого диапазона [8].

1.2.2 Интерфейс пользователя для портативного коммуникатора для использования в операционной системе управления технологическим процессом по патенту РФ 2542663. Настоящее раскрытие относится к сетям управления технологическим процессом, в частности к управлению операционным полевым устройством через портативный коммуникатор.

Системы управления технологическим процессом, такие как используемые в химических, нефтехимических или других технологических процессах, как правило, включают один или более централизованных или децентрализованных контроллеров процесса, коммуникативно соединенных с помощью аналоговых, цифровых или комбинированных аналогово-цифровых каналов связи, по крайней мере, с одним главным компьютером и/или автоматизированной рабочей станцией оператора и с одним или более устройствами измерения и управления технологическим процессом, такими как, например, полевые устройства. Полевые устройства, например клапаны, позиционеры клапанов, выключатели, передатчики и датчики (например, температуры, давления и датчики расхода), расположенные в пределах операционной системы промышленных установок и выполняющие функции управления процессом, такие как открытие или закрытие клапанов, измерение параметров процесса, увеличение или уменьшение потока жидкости и т.д. Полевые устройства, снабженные микропроцессором, такие как полевые устройства, соответствующие известному протоколу FOUNDATION^TM Fieldbus (здесь и далее "Fieldbus") или HART®. Протоколы могут также выполнять контрольные вычисления, функции аварийного оповещения и другие функции управления, обычно осуществляемые в контроллерах процессов.

Контроллеры процесса, которые, как правило, располагаются в пределах операционной системы промышленных установок, получают информационные сигналы от измерений или переменных технологического процесса, произведенные с помощью или связанные с полевыми устройствами и/или другой информацией, имеющей отношение к полевым устройствам, и выполняют приложения контроллера. Приложения контроллера включают, например, различные модули управления, которые принимают решения по управлению технологическим процессом, выдают управляющие сигналы, основанные на полученной информации, и координируют работу с модулями или блоками управления, работающими в полевых устройствах, таких как HART и полевые устройства «Fieldbus». Модули управления в контроллерах процесса посылают управляющие сигналы по линиям коммуникации или сигнальным каналам к полевым устройствам, чтобы таким образом управлять выполнением процесса.

Предложенный портативный коммуникатор предусмотрен для использования в операционной системе управления технологическим процессом, например, для диагностировки и/или калибровки полевых устройств в промышленных установках управления. Портативный коммуникатор включает сенсорный экран, разработанный для ввода данных пользователем. Сенсорный экран может включать пользовательский интерфейс, разработанный для разделения области дисплея сенсорного экрана на несколько частей, который включает, по крайней мере, одну часть для переноса и размещения данных и одну часть выбора [9].

1.2.3 Интеллектуальная система управления сложными организованными объектами по патенту РФ 2435187. Изобретение относится к автоматическому или автоматизированному управлению, в частности к системам с координатными и параметрическими обратными связями, и может быть использовано для построения систем управления сложными организованными объектами, например, в технической, экономической, административной, военной и др. отраслях, которые характеризуются значительными запаздываниями и расстройствами процессов под влиянием возмущений с существенно нестационарными статистическими свойствами. Под сложными организованными объектами понимается некоторое единство всех согласованно действующих в них процессов, органов, систем или функциональных узлов и компонентов, не относящихся к животному или растительному миру, но обладающих всеми основными свойствами живых организмов.

Цель изобретения - повышение точности и расширения диапазона управления за счет своевременного формирования симптоматического управляющего воздействия при расстройстве или нежелательном состоянии сложного организованного объекта различного назначения.Интеллектуальная система управления сложными организованными объектами работает следующим образом.

Сигнал об измеренном первым блоком текущем значении выходной координаты объекта алгебраически суммируется в сумматоре с сигналом модели объекта регулирования без запаздывания, и в результате получается сигнал о выходной координате модельного контура регулирования. Этот сигнал вычитается в первом блоке сравнения из выходного сигнала первого задатчикао заданном значении выходной координаты. Полученная разность после подавления высокочастотной помехи фильтромподается на вход первого регулирующего блока с ПИ-законом регулирования, который вырабатывает модельное регулирующее воздействие.

Для выработки координатного управления на текущий момент времени сигнал экстраполируется в первом блоке экстраполяции и подается на первый исполнительный блокдля реализации координатного управления. Одновременно сигнал задерживается в блоке задержки на время и вычитается затем в четвертом блоке сравнения. Полученная разность преобразуется в модели объекта управления в соответствующую величину приращения выходной координаты и, таким образом, получается замкнутый контур модельного регулирования. В свою очередь, измеренные значения внутренних параметров состояния поступают на вход робастного фильтра, в котором подавляются грубые и высокочастотные помехи. Сглаженные в фильтре сигналы вычитаются в третьем блоке сравненияиз заданных значений внутренних параметров состояния, поступающих с выходов второго блока задания параметров состояния.

Значения внутренних параметров состояния задаются исходя из проектных нормативов, заданных диапазонов и траекторий, предельно допустимых минимальных или максимальных величин, различных производственных и других инструкций, стандартов, типовых положений и правил, обеспечивающих оптимальную эффективность функционирования. Аналоговые сигналы полученной разности поступают на вход блока диагностики, предназначенный для своевременного выявления возникающих расстройств или нежелательных состояний. Количественная оценка достоверности возможного развития расстройства или нежелательного изменения состояния производится в блоке диагностики по определенным алгоритмам нечеткой логики [10].

1.2.4 Система представления данных для предотвращения нестандартной ситуации на производственном предприятии по патенту РФ 2417393. Настоящий патент в основном относится к осуществлению диагностики и технического обслуживания на предприятии и, более конкретно, к предоставлению возможностей предиктивной диагностики на производственном предприятии при помощи способа, позволяющего уменьшить или предотвратить вероятность возникновения нестандартных ситуаций на предприятии.

Согласно рассматриваемому патенту предлагается система визуального представления данных, получающая данные обработки сигналов, которые генерируются блоками сбора данных обработки сигналов, относящимися к устройствам на предприятии. Блоки сбора данных обработки сигналов могут генерировать данные, такие как статистические данные, данные анализа частоты, данные авторегрессии и т.д.

Система создает визуальное представление устройств и представление контекста устройств на предприятии. Кроме того, отображаются данные, основанные на данных обработки сигналов, относящихся к одному или нескольким устройствам. Например, могут отображаться данные обработки сигналов для устройства. В другом варианте отображаются данные, которые могут генерироваться на основе данных обработки сигналов. В качестве дополнения система может иметь пользовательский интерфейс, который позволяет пользователю выбирать одно или несколько устройств, для которых необходимо отображать данные, полученные на основе данных обработки сигналов.

Таким образом, описанные здесь элементы могут быть реализованы на базе стандартного многоцелевого центрального процессора, на специально спроектированных для этого аппаратных средствах или во встроенном программном обеспечении, например интегральной схемы для определенного приложения или другого соответствующего аппаратного устройства [11].

1.2.5 Способ экстремального регулирования с поддержанием рабочей точки инерционного объекта на заданном расстоянии от экстремума по патенту РФ 2298821. Описываемое предлагаемое изобретение относится к автоматическому управлению, в частности к способам экстремального регулирования, и может быть использовано для поддержания рабочей точки технологических объектов управления различной инерционности в точке экстремума или на заданном расстоянии от нее.

Техническим результатом является повышение точности ведения технологических процессов на объектах экстремального типа различной инерционности при поддержании их рабочей точки в области экстремума или на заданном удалении от нее. Это достигается за счет того, что стратегия управления, выражающая скорость поиска экстремума, точность его поддержания и величину смещения рабочей точки объекта управления, задается в виде поверхности управляющих воздействий нечеткого регулятора. Инерционность объекта учитывается путем автоматической задержки очередного управляющего воздействия до момента вхождения производной регулируемой величины по времени в задаваемую трубку допуска.

Целью изобретения является повышение точности ведения технологических процессов с объектами экстремального типа различной инерционности при поддержании их рабочей точки в области экстремума или на заданном удалении от нее. Сущность предложенного способа заключается в следующем. По регулируемой величине на выходе объекта и управляющему воздействию в дифференциаторах и вычисляются соответствующие производные по времени, по которым в блоке деления рассчитывается производная, являющаяся входом нечеткого регулятора. На основании заложенной в регуляторе стратегии управления вычисляется степень смещения управляющего воздействия, которая суммируясь в блоке с текущим управляющим воздействием дает новое значение.

Текущее управляющее воздействие поступает на объект из запоминающего устройства и не меняется до тех пор, пока не произойдет замыкания логического ключа, в результате чего новое значение запишется в запоминающее устройство и поступит на объект регулирования.

Срабатывание логического ключа происходит в тот момент, когда блок прямоугольной петли гистерезиса определит, что величина производной регулируемой величины вошла в трубку допуска. Запись нового значения управляющего воздействия в запоминающее устройство производится один раз за цикл регулирования, после чего процесс повторяется [12].

2.1.6 Адаптивная система управления с идентификатором и неявной эталонной моделью при временных задержках информации в системе управления. Изобретение относится к системам автоматического управления динамическими объектами широкого класса с неизвестными переменными параметрами и неконтролируемыми возмущениями. Техническим результатом изобретения является обеспечение задаваемого (с помощью эталонной модели) качества управления в замкнутой системе при временных задержках вектора состояния и выдаваемых идентификатором оценок параметров математической модели, что расширяет возможности применения адаптивной системы на практике. Временные задержки в системе вызваны конечным быстродействием вычислителя и работой фильтров, компенсирующих погрешности измерений информации.

Прототипом предлагаемого изобретения является беспоисковая адаптивная система управления с идентификатором и неявной эталонной моделью, описанная в изобретении. Структурная схема адаптивной системы управления для объектов с неконтролируемыми возмущениями включает в себя сумматор, два регулятора (один в прямой и один в обратной связи), фильтр низких частот, объект управления и контур адаптации. Последний, в свою очередь, состоит из блока текущей идентификации, блока априорной информации о матрице эффективности управления объекта и блока настройки регуляторов.

На рисунке 1 представлена структурная схема дискретной адаптивной системы управления с идентификатором и эталонной моделью [12].

Рисунок 1 - Блок-схема работы системы

Структурная схема содержит сумматор 1, первый 2 и второй 3 регуляторы, фильтр 4 низких частот, объект 5 управления, блок 6 текущей идентификации, блок 7 коррекции оценки матрицы эффективности управления объекта, блок 8 настройки регулятора, блок 9 явной эталонной модели.

2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

2.1 Общая характеристика производственного объекта

Производство полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) суспензионным методом «Хостален» мощностью120 тыс.т/год (15 т/ч) введено в действие в 2010 году, имеет одну технологическую линию и предназначено для изготовления продукции, используемой для производства:

- полиэтиленовых труб различного назначения, в т.ч. ПЭ 100 и ПЭ 80;

- сверхтонкой, прочной пленки и других пленок высокой плотности;

- баков для диатермического масла, бензобаков и крупных контейнеров;

- изделий, получаемых литьем под давлением;

- кабельной изоляции;

- выдувных изделий;

- полиэтиленового волокна.

2.2 Узел полимеризации

В состав производства полиэтилена высокой плотности входит узел полимеризации.

Полимеризация этилена происходит как строго экзотермическая реакция при давлениях от 0,26 МПа до 1,2 МПа и при температурах в пределах от 76°C до 85°C. Тепло полимеризации отбирается оборотной химически очищенной водой, проходящей через охлаждающие рубашки полимеризаторов и внешний охладитель поз.E1201 A/B, оборудованный центробежными насосами поз. P 1201 A/B, для полимеризатора поз.R1201, и внешний охладитель поз. E 1202 A/B, оборудованный центробежными насосами поз.P1202 A/B, для полимеризатора поз.R1202.

Предусмотрена система безопасности, которая предотвращает критические режимы эксплуатации на узле полимеризации даже в случае повреждений.

В случае если полимеризаторы используются в параллельном режиме (процесс K1), суспензия полимера направляется от полимеризаторов поз.R1201и поз.R1202 в общий пост-полимеризатор поз.R1204. В нем происходит окончательная полимеризация, где достигается конверсия мономера более 99%.

В случае если полимеризаторы используются в каскадном режиме (процесс K2,), суспензия полимера от полимеризатора поз.R1201 проходит через емкость испарения при низком давлении поз.D1201, где концентрация водорода в суспензии полимера уменьшается. Затем суспензия полимера поступает в полимеризатор поз.R1202 и с дополнительной подачей этилена в присутствии дополнительного маточного раствора полимеризация продолжается при других условиях реакции. От поз.R1202 суспензия подается в пост-полимеризатор поз.R1204.

После этого суспензия полимера подается от пост-полимеризатора поз.R1204 центробежным насосом поз.P1301 A/B через охладитель поз.E1301 в сырьевую емкость центрифуги поз.D 1301.

Отработанный газ из сырьевой емкости центрифуги поз. D 1301 вместе с остаточными газами из системы дегазации участка полимеризации подается к узлу регенерации бутена.

Все предохранительные клапаны узла полимеризации выведены к общей продувочной емкости поз. D 3502, которая находится в системе отходящих газов.

Оба полимеризатора, и сырьевая емкость центрифуги, оборудованы многоступенчатыми мешалками с расположенными сверху двигателями.

Газовая фаза, сбрасываемая из емкости испарения при низком давлении поз. D 1201, вместе с газовой фазой, сбрасываемой при регулировании давлении из пост-полимеризатора поз. R 1204 направляется в охлаждаемый химически очищенной оборотной водой конденсатор поз. E 1303. После конденсатора газовая фаза направляется в колонну бутена поз. T 3201, а сконденсировавшаяся жидкая фаза подается в сырьевую емкость центрифуги.

Непрерывная выгрузка суспензии из полимеризаторов поз. R 1201 и поз. R 1202, из пост-полимеризатора поз. R 1204, и из емкости испарения при низком давлении поз. D 1201, регулируется по уровню в этих аппаратах. Для этой цели уровни в вышеупомянутых полимеризаторах и емкостях измеряются неконтактными средствами радиографии, дающими требуемую высокую степень точности. Полимеризаторы оснащаются устройствами контроля за температурой, позволяющими постоянно поддерживать внутреннюю температуру с точностью 1С. При температурах более 89С соответствующие клапаны закрываются и блокируются, чтобы остановить подачу мономера и катализаторов.

Состав газа, содержавшегося внутри обоих полимеризаторов, непрерывно исследуется в анализаторной на содержание этилена, бутена и водорода. На основании получаемых результатов происходит управление реакцией и скоростью подачи сырья и катализаторов в производственный процесс полимеризации.

При длительном периоде полимеризации со временем значительно увеличивается количество загрязняющих веществ на внутренних стенах, что приводит к снижению охлаждающей способности системы.

Используется специальный метод очистки путем заполнения полимеризатора чистым гексаном. Для нагрева этого гексана используется охлаждающий контур (поз. E 1210), в который подается водяной пар. Устанавливается специальное оборудование для очистки, в т.ч. отводящие к узлу обработки отходов (емкость поз. D 3402) трубопроводы, подающие пар устройства и соответствующие электронные системы управления (сигнализации, блокировки).

В случае последовательно соединенных полимеризаторов для регулировки содержания водорода в поз.R1202, выходящая из полимеризатора первой ступени поз.R1201 в полимеризатор второй ступени поз.R1202 суспензия пропускается через емкость испарения. Испарение происходит за счет понижения давления в поз.D1201. После частичного испарения жидкой фазы суспензия направляется в полимеризатор поз. R 1202 центробежным насосом поз. P 1204. В этот полимеризатор подается также дополнительное количество этилена, необходимое для достижения требуемой скорости конверсии, бутена (сомономера), маточного раствора и смеси бутена с гексаном. Поток маточного раствора от центрифуг поз. S 2101 A/B имеет в своем составе бутен. Суспензия из полимеризатора второй ступени подается в пост-полимеризатор поз. R 1204, где реакция полимеризации завершается. Суспензия из пост-полимеризатора при регулировании уровня, откачивается насосом поз.P1301 A/B в сырьевую емкость центрифуги поз.D1301.

Давление в пост-полимеризаторе поз.R1204 регулируется сбросом газовой фазы, направляемой в охладитель поз. E1303 установленный на выходе из сырьевой емкости.

При этом процессе в полимеризаторе первой ступени при добавлении водорода производится продукция с малым молекулярным весом, в полимеризаторе второй ступени из-за низкого содержания водорода образуются продукты с более высоким молекулярным весом. В пост-полимеризаторе в фактически свободной от водорода среде получаются продукты с чрезвычайно высоким молекулярным весом. Процентное содержание этилена, нормированное для каждого из двух полимеризаторов, зависит от марки и указано в нормах технологического режима.

Полимеризаторы оборудованы предохранительными клапанами, соединенными с факельной установкой через сепаратор поз. D 3502.

Кроме того, предусмотрена защита системы в случае выхода из строя мешалок, увеличения температуры более 89C, прекращения подачи гексана или маточного раствора. Сброс давления вызывает автоматическое закрытие быстродействующих клапанов на линиях подачи. Эти меры предотвращают неконтролируемые реакции и, как следствие, производство в полимеризаторах некондиционной продукции. Участок полимеризации связан с центральной системой отвода отработанного газа. Отработанный газ, содержащий углеводороды, сжигается на факельной установке.

Как указано выше полимеризаторы поз.R1201 и поз.R1202 и их внешние холодильники периодически, по мере ухудшения теплопередачи, должны очищаться от пленки полиэтилена на внутренних стенах. Это достигается посредством обработки гексаном и нагревом его до температуры 150С. Нагрев внешних теплообменников осуществляется горячей водой, подаваемой центробежными насосами поз.P1208 и поз.P1209 в контуре горячей воды, обогреваемом паром в теплообменниках поз.E1210 и поз.E1211. Давление нагретого пара при этом не превышает 0,8МПа из соображений безопасности. Каждый полимеризатор имеет индивидуальный контур горячей воды, который связан с рубашкой полимеризатора и с соответствующими внешними холодильниками. Горячая вода при чистке циркулирует в рубашке полимеризатора и внешних холодильниках вместо химически очищенной оборотной воды. Гексан, циркулирующий при чистке в контуре охлаждения, нагревается в теплообменниках E1201A/B или E1202A/B.

Налипший на стенки полиэтилен растворяется в гексане. Через линию разгрузки в днище реактора этот раствор полиэтилена в гексане выгружается в емкость дистилляции поз. D 3402 для дальнейшей обработки.

Полимеризация - экзотермическая реакция. Снятие тепла реакции происходит с помощью охлаждающих рубашек полимеризаторов и внешних холодильников типа "труба в трубе" (для пост-полимеризатора снятие тепла происходит только через охлаждающую рубашку). Центробежный насос с открытым канальным импеллером подает суспензию через теплообменники обратно в полимеризаторы. Внешние холодильники размещаются вплотную к соответствующим полимеризаторам и предназначаются для максимального снятия тепла данного полимеризатора. Холодильник поз.E1201 A/B предназначен для снятия тепла полимеризации от поз.R1201, а поз.E1202 A/B для снятия тепла от поз.R1202. Теплообменник поз.E1301 служит для охлаждения суспензии, откачиваемой из пост-полимеризатора поз.R1204, перед входом в сырьевую емкость центрифуги поз.D1301. В сырьевой емкости центрифуги поз.D1301 температура суспензии должна быть 37С.

Температура полимеризации в полимеризаторах остается постоянной за счет регулировки расхода химически очищенной воды к рубашке полимеризатора и к охладителям суспензии. Охлаждающая вода к охладителю суспензии и рубашкам полимеризаторов поступает из замкнутого контура. Это предотвращает уменьшение коэффициентов теплопередачи вследствие загрязнения.

Изменение показателя текучести проводится регулировкой отношения водорода к этилену в полимеризаторах путем изменения подачи водорода. Это может быть выполнено в пределах короткого времени, но должно тщательно контролироваться. Интервал отбора проб для измерений показателя текучести должен быть переключен на 1 час в течение смены марки (нормальный интервал отбора проб - 2 часа). При изменении плотности необходимо принять во внимание несколько аспектов.

Только часть сомономера сополимеризируется в течение времени пребывания в полимеризаторах. Значительное количество сомономера остается растворенным в растворителе - гексане и должно быть отправлено на рецикл в контур маточного раствора или регенерации бутена.

Требуется больше времени, чтобы достигнуть больших или меньших значений плотности по сравнению с изменениями показателя текучести.

Размещено на Allbest.ru