Автоматизация процесса производства пропилена

Пропилен

Для пропилена характерны следующие химические реакции:

1. Реакции присоединения. К таким реакциям относятся гидрирование - пропилен реагирует с водородом в присутствии типичных катализаторов. Пропилен реагирует с галогеноводородами и серной кислотой, результатом чего является продукт присоединения по двойной связи. Пропилен участвует в реакции галогенирования. Он быстро реагирует с галогенами, в результате чего получаются дигалогениды. Медленно реагирует с йодом, а быстрее всего с фтором. Пропилен способен вступать в реакцию оксосинтеза, при этом образуются масляный и изомасляный альдегиды, а в случае повышенной температуры соответствующие им спирты.
2. Реакции окисления. При взаимодействии с раствором перманганата калия в слабощелочной среде пропилен превращается в пропиленгликоль. В случае взаимодействия с надкислотами пропилен дает оксид пропилена.
3. Реакции полимеризации. Пропилен вводится в радикальную полимеризацию, в результате которой получается атактический пропилен высокого давления, у которого нерегулярное строение.
4. Реакции по аллильному положению.

Автоматизация процесса производства полипропилена

Пример схемы автоматизированного производства пропилена показан на рисунке ниже.

Рисунок 1. Схема автоматизированного производства пропилена. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Здесь: 1 - реактор-полимеризатор; 2 - подогреватель; 3 - испарительная камера; 4 - холодильник; 5 - сепаратор.

Пропилен поступает в нижнюю часть реактора-полимеризатора. Сюда же попадает инертный растворитель и катализатор. Механической мешалкой и барботажем обеспечивается необходимая степень перемешивания. В результате полимеризации получается полипропилен.

Главным показателем качества полипропилена является средняя молекулярная масса, которая определяет физические и механические свойства получаемого продукта. Молекулярная масса полимера определяется расходом специальной добавки - регулятора молекулярной массы, как правило, водорода.

Чтобы отвести теплоту реакции в рубашку подается хладоноситель. Полученная в результате этого суспензия и непрореагировавший мономер через подогреватель поступают в испаритель. В испарительной камере происходит выделение растворенного мономера из жидкости, а также испарение части растворителя. Суспензия полимера отводится из нижней части испарителя и отправляется на выделение растворителя, а смесь пара и газа охлаждается в холодильнике и отправляется в сепаратор. Конденсат растворителя возвращается в испарительную камеру, а газ, который в основном состоит из мономера, отправляется на очистку. В будущем растворитель снова возвращается в реактор.

Показатель эффективности процесса - степень превращения мономера в полимер. Она поддерживается на максимальном уровне. Степень превращения зависит от характеристик катализатора, давления и температуры в реакторе, состава мономера и растворителя, используемого регулятора молекулярной массы и т. п.

Как правило стабилизируется расход растворителя, катализатора и регулятора молекулярной массы. Расход мономера изменяется таким образом, чтобы постоянным поддерживалось количество непрореагировавшего мономера, минимально возможного для данных условий. Чтобы определить количество непрореагировавшего мономера после сепаратора устанавливается датчик расхода. Такой узел регулирования может быть реализован при помощи двухконтурной системы, где основным регулятором является регулятор расхода непрореагировавшего мономера, а вспомогательным является расхода мономера, который подается в реактор. В рассматриваемой схеме также предусмотрено регулирование температуры суспензии после подогревателя посредством изменения расхода пара, который подается в подогреватель. Такое регулирование необходимо для полного выделения мономера из жидкой фазы. Чтобы поддерживать материальный баланс регулируется уровень суспензии, а также давление в испарительной камере.