171300. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés etilén polimerizációjának szabályozására

3 171300 4 bályozása. A már javasolt becslésen alapuló szabályozás hátránya az, hogy egyidejűleg nem tartható több terméktulajdonság állandó, illetve az előre adott értékben. Csupán egy befolyásoló mennyiség, mégpedig a reaktor legerősebb reakció-zónájában uralkodó hőmérséklet figyelembevételénél a rendszer szabadsági foka ennek megfelelően leszűkül. Elméleti és gyakorlati folyamatanalízisek azonban azt mutatják, hogy a terméktulajdonságok a reaktorállapot összességétől függenek, azaz a helyi koncentráció- hőmérséklet- és nyomáseloszlástól. A javasolt szabályozásnál hátrányos továbbá az is, hogy a reaktor hőmérsékleteloszlásának viszonylag pontatlan jellemzése csak egyetlen mennyiséggel, mégpedig a legerősebb reakciózóna hőmérsékletével történik. A reaktor előrelátható maximális hőmérséklete és a megengedhető legnagyobb reaktorhőmérséklet között túlságosan nagy biztonsági távolságot kell választani, a megengedhető legnagyobb reaktor-hőmérséklet túllépésének elkerülése érdekében. A megengedhető legnagyobb reaktorhőmérséklet túllépéseinél a reakció-keverék robbanásszerű átalakulása jöhet létre. Mivel azonban a reakciósebesség a hőmérséklettel növekszik, a reaktort a megengedhető legnagyobb reaktor-hőmérséklet közelében működtetik. A javasolt szabályozásnál az etilén polimerizációja során, a betartandó biztonsági távolság miatt, a reakciósebességet megfelelően alacsony értékeken kell tartani. Célunk a találmánnyal azonos tulajdonságú polimerek előállítása maximális reakciósebesség mellett. A találmány feladata eljárás és berendezés létrehozása etilén polimerizációjának szabályozásához, amelyben a reaktor beállítható bemeneti mennyiségei a reaktor hőmérsékleteloszlásának pontosabb jellemzése alapján és egyidejűleg a reaktorállapotra vonatkozó több mérési és analizálási eredmény felhasználásával meghatározhatók és beállíthatók. A találmány szerint a feladatot úgy oldjuk meg, hogy a csőreaktorhoz vezetett anyagok és energia jellemző mennyiségei, amelyek a csőreaktor beállítható bemeneti jellemzői, két részmennyiségre oszthatók fel. A csőreaktor beállítható bemeneti jellemzőinek első részmennyiségéhez tartozó alapjeleket a csőreaktor hőmérsékleteloszlásának és a beállítható bemeneti jellemzők első és második részmennyiségének mérési és analizálási jellemzői alapján egy modell segítségével határozzuk meg, amelyet állandóan a csőreaktor működésmódjához illesztünk. A csőreaktor beállítható bemeneti jellemzői második részmennyiségének alapjeleit és egyidejűleg a csőreaktor hőmérsékleteloszlásának alapjeleit a reakciósebesség, a terméktulajdonságok és a csőreaktor bemeneti jellemzői második részmennyiségének mérési és analizálási eredményétől függően, valamint a csőreaktor hőmérsékleteloszlásának jellemzői alapján egy további modell segítségével határozzuk meg, amelyet állandóan a csőreaktor működésmódjához illesztünk. A csőreaktor hőmérsékleteloszlása számára meghatározott alapjeleket befolyásoló mennyiségekként használjuk fel a csőreaktor beállítható bemeneti jellemzőinek első részmennyiségéhez tartozó alapjelek meghatározásánál. A hőmérsékleti jellemzők bevezetésével csökkenthető a változók száma a csőreaktor hőmérsékleteloszlásának jellemzésekor. Ezek a jellemző értékek például lehetnek a csőreaktor helyileg, diszkréten mért hőmérsékleteloszlása kiegyenlítő függvényeinek állandói, vagy a hőmérsékléíeloszlás kitüntetett pontjai — mint például a maximális hőmérséklet, a kilépési hőmérséklet, a fordulópont hőmérséklete —, valamint összetett mennyiségek 5 is, mint a hőmérsékletfüggvény integrálja. A csőreaktor beállítható bemeneti jellemzőinek első és második részmennyiségéhez tartozó alapjelek és a csőreaktor hőmérsékleteloszlásához tartozó alapjelek meghatározásához alkalmazott modelleket állandóan a cső-10 reaktor működésmódjához illesztjük. Ezáltal növekszik a hatásosság, illetve a pontosság a csőreaktor beállítható bemeneti jellemzői első és második részmennyiségeihez tartozó alapjelek és a csőreaktor hőmérsékleteloszlásához tartozó alapjelek meghatározásakor. 15 A csőreaktor beállítható bemeneti jellemzőinek első részmennyiségéhez tartozó alapjelek meghatározására szolgáló modellt a beállítható bemeneti jellemzők első és második részmennyiségeinek és a csőreaktor hőmérsékleteloszlását jellemző értékek mérési és analizálási 20 eredményei alapján, továbbá a csőreaktor beállítható kiindulási mennyiségeinek második részmennyiségéhez tartozó alapjelek és a csőreaktor hőmérsékleteloszlása alapjeleinek meghatározására szolgáló modellt a beállítható bemeneti jellemzők második részmennyiségének is 25 a reakciósebességnek mérési és analizálási eredményei alapján, valamint a terméktulajdonságok és a csőreaktor hőmérsékleteloszlásának jellemzői alapján folyamatosan a csőreaktor működésmódjához illesztjük. A csőreaktor beállítható bemeneti jellemzőit oly mó-30 don osztjuk fel, hogy a csőreaktor beállítható kiindulási mennyiségeinek első részmennyisége tartalmazza a bevitt anyagokra és energiára vonatkozó összes olyan mennyiségeket, amelyek gyorsan változnak. Ezekhez a mennyiségekhez tartozik az iniciátorkon-35 centráció a csőreaktor bemenetén, az iniciátorkoncentráció a csőreaktorn-edik zónájába történő betápláláskor, az etilénarány a csőreaktor bemenetén a csőreaktor n-dik zónájába történő betápláláshoz viszonyítva, a hőmérséklet a csőreaktor bemenetén és a hőmérséklet a 40 csőreaktpr n-dik zónájába történő betápláláskor. A csőreaktor beállítható bemeneti jellemzőinek második részmennyisége tartalmazza a bevitt anyagok és energia valamennyi olyan jellemzőjét, amelyek csak viszonylag lassan változnak. Ide tartozik a csőreaktor első zóná-45 jának fűtő-, illetve hűtőközeg-hőmérséklete és a polimerizációs szabályozó koncentrációja a csőreaktor n-edik zónájába történő betápláláskor. Ezeken kívül a csőreaktor beállítható kiindulási mennyiségeinek második részmennyisége tartalmazza a csőreaktor bemenetén ural-50 kodó nyomást is. Ezt a tényezőt azonban először ki kell zárni, mivel nem számítható azon jellemző menyinyiségek közé, amelyek viszonylag lassan változnak. A csőreaktor beállítható bemeneti jellemzőinek első részmennyiségéhez tartozó, a bevitt anyagokra és ener-55 giára jellemző mennyiségek a csőreaktor hőmérsékleteloszlásának alapelvével kapcsolatosan a csőreaktor hőmérsékleteloszlásának befolyásolására, míg a csőreaktor beállítható bemeneti jellemzői második részmennyiségének bevitt anyag- és energiajellemzői a csőreaktor hő-60 mérsékleteloszlásának alapjeleivel összefüggésben alkalmasan a reakciósebesség maximálására és a terméktulajdonságok előírt értéken tartására. Mint már említettük, a csőreaktor bemeneti nyomása a csőreaktor beállítható bemeneti jellemzői második rész-65 mennyiségének olyan tagja, amely viszonylag gyorsan 2