專利名稱：控制聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的方法和儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用通用系統(tǒng)生產(chǎn)多元型聚烯烴樹(shù)脂的生產(chǎn)裝置的控制技術(shù)，尤其是，本發(fā)明涉及適合于聚烯烴樹(shù)脂如聚乙烯和聚丙烯的生產(chǎn)裝置的控制方法和儀器。
在生產(chǎn)聚烯烴如聚乙烯和聚丙烯的生產(chǎn)裝置中，一般用分配控制系統(tǒng)(此后稱為“DCS)”，作為工藝控制系統(tǒng)。已有人建議，通過(guò)經(jīng)DCS的系統(tǒng)總線將工藝計(jì)算機(jī)耦合到該DCS上來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度工藝控制。
聚烯烴樹(shù)脂象聚丙烯有各種各樣的需要。在聚烯烴樹(shù)脂如聚丙烯生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)工藝中，一般常常將所生產(chǎn)的樹(shù)脂名稱(樹(shù)脂的類型)從一種變換到另一種，例如，從具有高分子量的高沖擊強(qiáng)度樹(shù)脂變換到具有低分子量的高流動(dòng)性樹(shù)脂，或常常將一種聚烯烴樹(shù)脂變換到與另一種烯烴的共聚物。
為滿足這樣的要求，本發(fā)明人在未審查的日本專利公開(kāi)昭和62-250010中建議的技術(shù)是，用傳感器或氣相色譜檢測(cè)有關(guān)聚乙烯物性的參數(shù)，用計(jì)算機(jī)根據(jù)檢測(cè)值實(shí)行操作并基于操作結(jié)果控制具有預(yù)定物性的聚乙烯的生產(chǎn)。然而，在將多種類型的聚烯烴樹(shù)脂之一變換到另一種時(shí)，該技術(shù)難以適于所需的操作控制。
在這樣聚烯烴樹(shù)脂的生產(chǎn)裝置中，在將樹(shù)脂從一種變換到另一種所涉及的參數(shù)是取決于操作條件變化的。
眾所周知，通過(guò)向聚合反應(yīng)器中供應(yīng)氫的量來(lái)控制熔體流動(dòng)速率(此后稱“MFR”)。為了將生產(chǎn)中的一種類型的聚烯烴在短期內(nèi)變換到另一種以便增加反應(yīng)器中氫的濃度來(lái)降低分子量，同時(shí)供入大量氫是有效的。然而，根據(jù)氫濃度的增加，這又趨于增加聚合催化劑的活性，造成由迅速增加氫濃度引起的異常聚合(例如增高聚合溫度和聚合反應(yīng)故障)。這是很危險(xiǎn)也是不希望的，因?yàn)榫巯N樹(shù)脂的量不合格的增加。
另外，由于氫的供料速率與其它參數(shù)象要控制的反應(yīng)器溫度密切相關(guān)的，僅用DSC的普通控制很可能生產(chǎn)許多不合格產(chǎn)物，即在將一種類型的樹(shù)脂變換到另一種時(shí)的缺陷。因此，消除生產(chǎn)不合格的產(chǎn)物要求由熟練的操作者基于知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制。
在聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置中將一種類型樹(shù)脂變換到另一種中，通常，熟練操作者根據(jù)其知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)改變可變要素的多元性。這些可變要素是工藝數(shù)據(jù)中的共同要素，這將按生產(chǎn)條件的變化而改變和當(dāng)改變時(shí)將造成其它許多工藝數(shù)據(jù)的變化。共同要素包括聚合反應(yīng)器中氫濃度和傳熱系數(shù)。
如果找到工藝數(shù)據(jù)中所述共同要素并用作控制參數(shù)以控制將樹(shù)脂的一種類型變換到另一種的操作，那么有可能將消除不合格的產(chǎn)物的產(chǎn)生并適當(dāng)而有效地變換樹(shù)脂類型。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制方法和設(shè)備，其中，當(dāng)需要時(shí)，用由生產(chǎn)條件改變產(chǎn)生的適當(dāng)工藝數(shù)據(jù)要素作為控制參數(shù)控制操作在聚烯烴生產(chǎn)裝置中將樹(shù)脂由一種類型變換到另一種類型，由此消除不合格產(chǎn)物的產(chǎn)生并保證變換樹(shù)脂類型的適當(dāng)而有效的自動(dòng)控制。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制方法包括名稱寄存步驟，由生產(chǎn)系統(tǒng)可生產(chǎn)的聚烯烴樹(shù)脂的多元性名稱預(yù)先寄存到作為指數(shù)數(shù)據(jù)的名稱數(shù)據(jù)庫(kù)中。
預(yù)先貯存最佳型操作模式的模式貯存步驟，將以操作模式表的操作變成在由生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)時(shí)運(yùn)行生產(chǎn)工藝中處于生產(chǎn)中的當(dāng)時(shí)樹(shù)脂名稱與由生產(chǎn)系統(tǒng)要生產(chǎn)的下一種目標(biāo)樹(shù)脂名稱相互配合的模式貯存；模式選擇步驟，它將當(dāng)時(shí)樹(shù)脂名稱與下一個(gè)目標(biāo)樹(shù)脂名稱相比較，以便區(qū)別其配合和選擇符合由操作模式表產(chǎn)生的區(qū)別的操作模式；和變換控制步驟，它根據(jù)在模式選擇步驟中選擇的操作模式實(shí)現(xiàn)工藝控制的以變換由生產(chǎn)系統(tǒng)要產(chǎn)生的樹(shù)脂類型。
在操作模式表中待貯存的各操作模式可以包括各樹(shù)脂類型的控制目標(biāo)值和在原料供料速率連續(xù)改變的信息。
模式選擇步驟可以包括根據(jù)現(xiàn)時(shí)樹(shù)脂類型的給定生產(chǎn)最終時(shí)間通過(guò)選擇變換操作類型至各操作模式的最佳時(shí)間的操作模式來(lái)設(shè)定控制的開(kāi)始時(shí)間的步驟。
可以使用生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)多種類型的聚烯烴樹(shù)脂，即聚烯烴的至少一種分子量和共聚物組分是相互不同的；和模式貯存步驟包括記錄最佳操作模式步驟，該模式由多元區(qū)域每一個(gè)產(chǎn)生，基于至少氫濃度和聚合催化劑活性間的關(guān)系預(yù)先將聚合反應(yīng)器中氫濃度分成操作模式表而得到該模式。
在上述情況下，生產(chǎn)系統(tǒng)可以用來(lái)生產(chǎn)多種類型的聚丙烯樹(shù)脂，這些聚丙烯樹(shù)脂至少一種聚丙烯的分子量和共聚物組分是相互不同的。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制方法，以連續(xù)改變?cè)谶B續(xù)聚合的聚合反應(yīng)器中所提供要素的組成，由此生產(chǎn)不同類型的聚合物，該方法包括在連續(xù)聚合中將一種類型樹(shù)脂變換到另一種同時(shí)，通過(guò)改變各預(yù)先貯存的樹(shù)脂名稱的操作模式來(lái)改變基于操作模式的控制參數(shù)的改變控制步驟；始終探測(cè)和監(jiān)控副參數(shù)的監(jiān)控步驟，副參數(shù)根據(jù)控制參數(shù)的改變而改變；和以這樣方法基于改變控制步驟執(zhí)行操作的模糊控制的模糊控制步驟，該方法是當(dāng)在控制參數(shù)改變后預(yù)定周期過(guò)后，控制參數(shù)和副參數(shù)接近適于待變換目標(biāo)樹(shù)脂類型的目標(biāo)值。
模糊控制步驟可以包括在由監(jiān)控步驟探測(cè)到的付參數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行模糊操作的操作步驟以獲得控制參數(shù)基礎(chǔ)上的信息；和改變操作步驟中獲得的控制參數(shù)的控制步驟。
預(yù)定周期可以是從變換樹(shù)脂類型開(kāi)始到調(diào)整目標(biāo)值至某值的時(shí)間，該值相應(yīng)于在控制參數(shù)的過(guò)度后行變換的目標(biāo)樹(shù)脂類型。
在上述情況下，該方法還可包括改變控制參數(shù)，以僅控制聚合反應(yīng)器中的壓力作為預(yù)定周期間的副參數(shù)的步驟。
操作模式可以基于已過(guò)去的生產(chǎn)成就得到。
聚烯烴可以是選自聚丙烯，聚乙烯和聚乙烯蠟的產(chǎn)品。
控制參數(shù)可以是氫的供料速率。
控制參數(shù)可以是催化劑的供料速率。
控制參數(shù)可以是至少一種含2～8個(gè)碳原子的α-烯烴的供料速率。
副參數(shù)可以是氫與丙烯和氫與乙烯的比率之一。
副參數(shù)可以是聚合反應(yīng)器中壓力和溫度的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制儀器包括能生產(chǎn)多元型聚烯烴樹(shù)脂的生產(chǎn)系統(tǒng)；
預(yù)先記錄的由生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的作為指示數(shù)據(jù)的多元聚烯烴樹(shù)脂的名稱的名稱數(shù)據(jù)庫(kù)(name data base)部分；預(yù)先貯存最佳型操作模式的模式貯存，為了在由生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)時(shí)運(yùn)行生產(chǎn)工藝中生產(chǎn)下的當(dāng)時(shí)樹(shù)脂名稱與由生產(chǎn)系統(tǒng)待生產(chǎn)的下一個(gè)目標(biāo)樹(shù)脂名稱相互結(jié)合而改變作為操作模式表的操作。
用于比較當(dāng)時(shí)樹(shù)脂名稱和下一個(gè)目標(biāo)樹(shù)脂名稱的模式選擇器，以便區(qū)別其結(jié)合和選擇適合于由操作模式表產(chǎn)生的區(qū)別的操作模式；和用于根據(jù)由選擇器選擇的操作模式實(shí)行工藝控制的改變控制器，以變換由生產(chǎn)系統(tǒng)要生產(chǎn)的樹(shù)脂類型。
模式貯存可以存貯操作模式，后者包括在操作模式表中的各樹(shù)脂類型控制目標(biāo)值和連續(xù)改變?cè)瞎┝下实男畔ⅰ?br> 模式選擇器還可包括基于當(dāng)時(shí)樹(shù)脂的類型的給定生產(chǎn)最終時(shí)間通過(guò)選擇改變操作類型至各操作模式的最佳時(shí)間的操作模式設(shè)定控制開(kāi)始時(shí)間的功能。
生產(chǎn)系統(tǒng)可以有聚合反應(yīng)器并可以生產(chǎn)多種類型的聚烯烴樹(shù)脂，這些樹(shù)脂至少一種聚烯烴的分子量和共聚物組分是相互不同的；和貯存可以記錄它由多元區(qū)域每一個(gè)所給出的最佳操作模式，由基于至少氫濃度和聚合催化劑活性間的關(guān)系預(yù)先將聚合反應(yīng)器中氫濃度分成操作模式表而得到的。
在上述情況下，生產(chǎn)系統(tǒng)可以生產(chǎn)至少一種聚丙烯的分子量和共聚物組分相互不同的多種類型聚丙烯樹(shù)脂。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制儀器包括有反應(yīng)器的生產(chǎn)系統(tǒng)，用于連續(xù)改變?cè)谶B續(xù)聚合的聚合反應(yīng)器中所提供要素的組成，由此生產(chǎn)不同類型的聚合物；通過(guò)改變各樹(shù)脂名稱的操作模式貯存操作模式的模式貯存；用于基于在模式貯存中存貯的操作模式改變操作參數(shù)的改變控制器，由此在連續(xù)聚合中將一種類型樹(shù)脂變換到另一種。
用于始終探測(cè)和監(jiān)控副參數(shù)的監(jiān)控部分，副參數(shù)是根據(jù)控制參數(shù)的變化而改變的。
用于實(shí)行改變控制器模糊控制的模糊控制器，其方法是，當(dāng)在控制參數(shù)改變后預(yù)定周期過(guò)后，控制參數(shù)和副參數(shù)接近符合待改變目標(biāo)樹(shù)脂類型的目標(biāo)值。
模糊控制器可包括在由監(jiān)控器部分探測(cè)到的副參數(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行模糊操作的操作部分以獲得控制參數(shù)基礎(chǔ)上的信息；和改變?cè)诓僮鞑糠值玫降目刂茀?shù)的控制器。
模糊控制器可以設(shè)定預(yù)定周期作為從改變樹(shù)脂類型開(kāi)始到調(diào)整目標(biāo)值到符合在控制參數(shù)的過(guò)度后待變換目標(biāo)樹(shù)脂類型值的時(shí)間。
在上述情況下，模糊控制器可以改變控制參數(shù)以僅控制聚合反應(yīng)器中的壓力作為預(yù)定周期中的副參數(shù)。
作為操作模式，模式貯存可以存貯基于過(guò)去的生產(chǎn)成就得到的操作模式。
生產(chǎn)系統(tǒng)可以生產(chǎn)聚丙烯、聚乙烯和聚乙烯蠟之一作為聚烯烴。
生產(chǎn)系統(tǒng)可以用氫的供料速率作為控制參數(shù)。
生產(chǎn)系統(tǒng)可以用催化劑的供料速率作為控制參數(shù)。
生產(chǎn)系統(tǒng)可用至少一種含2～8個(gè)碳原子的α-烯烴的供料速率作為控制參數(shù)。
生產(chǎn)系統(tǒng)可用氫與丙烯和氫與乙烯的比率之一作為副參數(shù)。
生產(chǎn)系統(tǒng)可用聚合反應(yīng)器中壓力和溫度的至少一種作為副參數(shù)。
根據(jù)概括本發(fā)明的聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制方法和控制儀器，由生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的多元聚烯烴樹(shù)脂名稱作為指示數(shù)據(jù)可預(yù)先記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，將變換最佳類型的操作模式以操作模式表預(yù)先存入模式存貯器中，它是由生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)時(shí)運(yùn)行生產(chǎn)工藝中生產(chǎn)的當(dāng)時(shí)樹(shù)脂名稱與由生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的下一個(gè)目標(biāo)樹(shù)脂名稱相互結(jié)合，由操作模式表選擇符合當(dāng)前樹(shù)脂名稱和待生產(chǎn)下面給定目標(biāo)的樹(shù)脂名稱的操作模式，以及根據(jù)選擇的操作模式實(shí)行工藝控制以改變由生產(chǎn)系統(tǒng)要生產(chǎn)的樹(shù)脂類型。該控制系統(tǒng)可以消除不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生并能完成將一種類型樹(shù)脂變換到另一種的適當(dāng)而有效的自動(dòng)控制。
連同附圖在下述討論過(guò)程中，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯，其中

圖1是簡(jiǎn)圖，表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；圖2是功能簡(jiǎn)圖，用于解釋圖1中系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)；圖3是表示圖1系統(tǒng)中氫濃度和聚合催化劑的活性之間的關(guān)系的圖；圖4A至4D是圖1系統(tǒng)中供氫操作模式的不同實(shí)施例圖；圖5是表示圖1系統(tǒng)中第一實(shí)驗(yàn)例和第一比較例的時(shí)間和氫濃度之間關(guān)系的圖；圖6是表示圖1系統(tǒng)中第二實(shí)驗(yàn)例和第二比較例的時(shí)間和氫濃度之間關(guān)系的圖；圖7是簡(jiǎn)圖，表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；圖8是用于解釋圖7系統(tǒng)中模式預(yù)先控制的概念的圖；圖9是功能簡(jiǎn)圖，用于說(shuō)明圖7中系統(tǒng)一部分的功能結(jié)構(gòu)；圖10是功能簡(jiǎn)圖，用于說(shuō)明圖7中系統(tǒng)另一部分的功能結(jié)構(gòu)；圖11是說(shuō)明圖7中系統(tǒng)操作的流程圖12是用于說(shuō)明圖7系統(tǒng)中聚合轉(zhuǎn)變的操作控制的圖；和圖13是用于說(shuō)明圖7中系統(tǒng)控制操作的圖。
參考附圖現(xiàn)將描述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制系統(tǒng)。
第一實(shí)施方案參考附圖1現(xiàn)將描述本發(fā)明第一實(shí)施方案的聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制系統(tǒng)。
圖1中控制系統(tǒng)包括總線1，工藝計(jì)算機(jī)2，操作站3，多功能控制器4，連續(xù)自動(dòng)控制器(UAC3)5，線路部分6，原料供應(yīng)閥7和磁盤儀8。
在圖1中，工藝計(jì)算機(jī)2和操作站3連到總線1上。這些工藝計(jì)算機(jī)2和操作站3執(zhí)行系統(tǒng)的一般控制。
還連到總線1上的有由操作站3控制的多功能控制器4s。多功能控制器4的控制數(shù)據(jù)經(jīng)多功能控制器4傳到各連續(xù)自動(dòng)控制5上，以致甚至當(dāng)多功能控制器4被損壞時(shí)，連續(xù)自動(dòng)控制器5也能執(zhí)行所需工藝操作。
用于向裝置供原料的原料供應(yīng)閥7經(jīng)線路部分6連到連帶的多功能控制器4上，后者控制連帶的原料供應(yīng)閥7的開(kāi)關(guān)。
圖2中示例性說(shuō)明了由上述硬件結(jié)構(gòu)完成的控制系統(tǒng)的更特殊的功能。
在磁盤儀8的貯存區(qū)存貯圖2中所示的名稱數(shù)據(jù)庫(kù)9和操作模式表10作為圖1中所示工藝計(jì)算機(jī)2的終端記憶單元。
例如，記錄約100種樹(shù)脂名稱作為名稱數(shù)據(jù)庫(kù)9中的指數(shù)或指示數(shù)據(jù)，名稱數(shù)據(jù)庫(kù)9是每種產(chǎn)品類型的操作條件數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于每種類型樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，在名稱數(shù)據(jù)9中例如以序列形式記錄裝置操作工藝數(shù)據(jù)如流速、溫度和壓力的特定值，和產(chǎn)品象MFR的目標(biāo)值。
在各與樹(shù)脂類型目標(biāo)值和待變換的下一個(gè)目標(biāo)樹(shù)脂目標(biāo)值的結(jié)合有關(guān)的操作模式表10中記錄了分別由原料供應(yīng)模式的操作值組成的每個(gè)操作模式。各操作模式與組成值和原料供應(yīng)模式相等。
工藝計(jì)算機(jī)2將當(dāng)時(shí)操作工藝數(shù)據(jù)或當(dāng)時(shí)樹(shù)脂類型的操作工藝數(shù)據(jù)與下一個(gè)樹(shù)脂類型的操作工藝數(shù)據(jù)的特定值做比較，從基于比較操作工藝數(shù)據(jù)的組合的操作模式表10中讀取最佳操作模式，并基于操作模式控制多功能控制器4。當(dāng)預(yù)先或類似地設(shè)定當(dāng)前樹(shù)脂類型的終時(shí)時(shí)，將需要工藝計(jì)算機(jī)2從操作模式表10中選擇最佳操作模式和為基于當(dāng)前樹(shù)脂類型的終時(shí)的各選擇操作模式選擇最佳操作模式的開(kāi)始時(shí)間。
現(xiàn)用氫供料速率的模式作為例子說(shuō)明在該系統(tǒng)中使用的原料供應(yīng)模式。
圖3表明聚合反應(yīng)器中氫濃度(％)和聚合催化劑的活性(相對(duì)值)之間的關(guān)系，或于聚合反應(yīng)器中氫濃度改變相關(guān)的聚合催化劑活性的改變。圖3中所示趨勢(shì)符合于溶液聚合，淤漿聚合，本體聚合和氣相聚合。
在圖3中，在變換一種類型樹(shù)脂至另一種時(shí)為了降低分子量，例如，同時(shí)有效地供給足夠速率的氫，直到生成具有低分子量的聚合物。然而，如圖3所示，隨著氫濃度的增加，聚合催化劑的活性增加，這樣氫濃度銳增造成異常聚合。因此，有必要將在當(dāng)時(shí)樹(shù)脂類型的操作值下的氫濃度與下一個(gè)樹(shù)脂類型的目標(biāo)氫濃度做比較以選擇最佳供料模式。
根據(jù)該系統(tǒng)，預(yù)先將反應(yīng)器中的氫濃度分成基于氫濃度和聚合催化劑活性之間關(guān)系的多元區(qū)段和在操作模式表10中記錄為各分段區(qū)段所得的最佳操作模式。
圖4A至4D表示原料供應(yīng)中變化模式或各個(gè)分段區(qū)段的氫供料速率中變化模式，它們將被記錄在操作模式表10中。
圖4B表示根據(jù)下一個(gè)樹(shù)脂類型的條件增加氫供料速率的模式并適用于這樣情況，即在當(dāng)時(shí)樹(shù)脂類型的操作值和下一個(gè)樹(shù)脂類型的目標(biāo)值中氫濃度之間的差異低于0.5％。
4C中所示模式以兩步增加氫供料速率并適于這樣情況，即在當(dāng)時(shí)樹(shù)脂類型的操作值中氫濃度小于2％和在當(dāng)時(shí)樹(shù)脂類型的操作值和下一個(gè)樹(shù)脂類型的目標(biāo)值中氫濃度之間的差異小于0.5％。
圖4A表示暫時(shí)過(guò)量進(jìn)料氫供料速率的模式并適于這樣情況，即在當(dāng)時(shí)樹(shù)脂類型的操作值中氫濃度離開(kāi)表1中說(shuō)明的范圍。
圖4D表示降低氫供料速率情況的模式。
表1表示將基于當(dāng)時(shí)樹(shù)脂類型的操作值和下一個(gè)樹(shù)脂類型的目標(biāo)值的組合選擇模式，最右欄顯示每時(shí)氫的供料速率。
表1
第一實(shí)驗(yàn)例在當(dāng)前樹(shù)脂類型的操作值中氫濃度低于2％和在下一個(gè)類型樹(shù)脂的操作值中氫濃度為4％或以上的情況中，為將在反應(yīng)器中的一種類型樹(shù)脂變換到另一種而實(shí)行改變類型操作。
工藝計(jì)算機(jī)2從分配多功能控制器4讀取當(dāng)時(shí)樹(shù)脂類型的操作值，從名稱數(shù)據(jù)庫(kù)9讀取下一個(gè)待改變樹(shù)脂類型的名稱，并得出兩種樹(shù)脂的氫濃度的目標(biāo)值之間的差異。結(jié)果，基于表1選擇圖4C中的模式。
圖4C表示兩步供氫模式，其中氫供料速率增到20Nm2/Hr和在第一步降低催化劑的供料速率，導(dǎo)致聚合反應(yīng)器中聚合量并因此降低催化劑濃度，然后再增加氫的供料速率至55Nm2/Hr。當(dāng)氫濃度達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，氫供料速率減到特定值3.5Nm2/Hr，此后調(diào)節(jié)氫供料速率以提供目標(biāo)氫濃度。
在該操作下，為使生成聚合物的物性值滿足特定值要花費(fèi)2小時(shí)10分鐘。
第一比較例由操作者僅手動(dòng)操作分配的多功能控制器來(lái)實(shí)行如第一實(shí)驗(yàn)例所做的相同控制在將一種類型樹(shù)脂變換到另一種時(shí)，操作者要同時(shí)改變其它多元控制循環(huán)的設(shè)定值和監(jiān)控這些控制循環(huán)，并完成改變操作條件，同時(shí)從全局的觀點(diǎn)出發(fā)區(qū)別設(shè)定值。由于要充分考慮到安全改變?cè)O(shè)定值，從安全觀點(diǎn)出發(fā)這些值要設(shè)定到最小水平。
在該情況下，為防止異常聚合，以20Nm2/Hr速率供氫2小時(shí)，然后增加氫供料率至40Nm2/Hr同時(shí)監(jiān)控氫濃度的升高，確定氫濃度升到特定值后，氫供料速率降到3.5Nm2/Hr。
在該控制下，為適當(dāng)改變樹(shù)脂類型或?yàn)槭巩a(chǎn)品的物性值滿足特定值要花費(fèi)3小時(shí)45分鐘。
圖5表示第一實(shí)驗(yàn)例和第一比較例的氫濃度(％)變化。
從圖5可以看出，本發(fā)明可以縮短下一個(gè)類型樹(shù)脂的物性值達(dá)到特定值的時(shí)間。
第二實(shí)驗(yàn)例在和第一實(shí)驗(yàn)例所用相同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，將低分子量產(chǎn)品改變成高分子量產(chǎn)品。
為了降低氫濃度，暫行供氫和脫氫是有效的。脫氫是指進(jìn)行聚合反應(yīng)器脫氣，以使氫和活性單體氣體一起排出。該方法明顯縮短了所需降低氫濃度的時(shí)間，然而，當(dāng)該方法降低反應(yīng)器壓力而會(huì)影響反應(yīng)時(shí)，將不能排出大量的氫。在這點(diǎn)上，用它作輔助方案。
在該實(shí)驗(yàn)例中，工藝計(jì)算機(jī)2選擇圖4D中的模式，暫時(shí)停止供氫和進(jìn)行脫氫，當(dāng)氫濃度達(dá)特定水平值時(shí)將氫的供料速率調(diào)回到特定值4.5Nm2/Hr。在該情況下，樹(shù)脂從一種類型變換到另一種要用3小時(shí)。
第二比較例操作者手動(dòng)完成如第二實(shí)驗(yàn)例中所做的相同控制。
由于操作者要改變其它多元控制循環(huán)的設(shè)定值和在該情況下還要在變換一種類型樹(shù)脂至另一種時(shí)間監(jiān)控這些控制循環(huán)，因此，操作者只能先完成暫停供氫的操作，然后使氫供料速率回歸到4.5Nm2/Hr。
在該情況下，要花5.5小時(shí)完成樹(shù)脂類型的適當(dāng)變換。
圖6表示第二實(shí)驗(yàn)例和第二比較例的氫濃度的連續(xù)變化。從圖6看出，本發(fā)明可以縮短下一個(gè)類型樹(shù)脂的物性值達(dá)特定值的時(shí)間。
通過(guò)將工藝計(jì)算機(jī)連到普通配給控制系統(tǒng)的總線上可以實(shí)現(xiàn)圖1中所示系統(tǒng)，以使該工藝計(jì)算機(jī)完成變換類型控制。
在實(shí)行該類型變換控制中，將當(dāng)時(shí)類型樹(shù)脂的操作工藝數(shù)據(jù)與下一上類型樹(shù)脂的操作工藝數(shù)據(jù)的特定值做比較并得到兩值間的差異以選擇適宜的操作模式。
在操作模式表中待記錄的操作模式需要裝置的操作工藝數(shù)據(jù)，改變后，達(dá)到待生產(chǎn)的下一種類型樹(shù)脂的操作工藝數(shù)據(jù)的特定值，以保證連續(xù)轉(zhuǎn)變成下一種類型樹(shù)脂的操作，甚至在當(dāng)時(shí)類型樹(shù)脂的操作完成后也不用停止操作。在不合格和在改變樹(shù)脂類時(shí)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量方面和在安全而有效地完成至生產(chǎn)下一種類型樹(shù)脂的轉(zhuǎn)換方面認(rèn)為它們是最佳操作模式。通過(guò)將改變操作工藝數(shù)據(jù)的條件分成若干種模式而得到操作模式。
當(dāng)各樹(shù)脂類型的目標(biāo)值和連續(xù)改變各原料供料速率中都被記錄在操作模式表中，使有可能記錄操作模式，它是基于通過(guò)各樹(shù)脂類類型的手工操作預(yù)先做的分析結(jié)果，這可以保證控制不依賴于各操作者的熟練水平。
第二實(shí)施方案下面將根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案描述聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制系統(tǒng)。
第二實(shí)施方案適于聚合物的連續(xù)聚合系統(tǒng)，在連續(xù)聚合中自動(dòng)地將聚合物從一種變換到另一種。
通過(guò)聚合生產(chǎn)聚合物或高分子材料。可通過(guò)在聚合反應(yīng)器中連續(xù)聚合生產(chǎn)聚合物。這種連續(xù)聚合連續(xù)生產(chǎn)具有不同分子量和不同密度的多種類型聚合物。
當(dāng)將一種聚合物變換到另一種時(shí)，為了盡可能降低過(guò)渡產(chǎn)品量(在從一種類型聚合物轉(zhuǎn)變成另一種時(shí)過(guò)渡生產(chǎn)的不合格產(chǎn)物)，將迅速而穩(wěn)定地實(shí)行在聚合反應(yīng)器中組成的換變。
例如，所供氣體的供料速率之比例，如在改變分子量中氫、乙烯和丙烯的供料速率之比例或在改變分子量/密度中丙烯和乙烯的供料速率之比例相當(dāng)于聚合反應(yīng)器中組成的改變并成為變換聚合物型或轉(zhuǎn)變的指數(shù)。
有一種常規(guī)連續(xù)聚合技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)保持乙烯供料速率不變來(lái)調(diào)節(jié)催化劑的供料速率、氫供料速率、丙烯供料速率或類似地在一定周期內(nèi)來(lái)過(guò)量供給催化劑，氫或丙烯以使由氣相色譜測(cè)定值的比率(此后稱氣相色譜率)接近過(guò)渡型產(chǎn)品的目標(biāo)值，然后將該比率調(diào)回所述目標(biāo)值。
如已述的，通常，由操作者手動(dòng)進(jìn)行聚合物類型的轉(zhuǎn)變并因此很大程度上取決于操作者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)上的熟練技能，因此，過(guò)渡期隨操作者而改變，由此對(duì)于一些操作者來(lái)說(shuō)在過(guò)渡期難以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。
在這一方面，本發(fā)明的第二實(shí)施方案提供一種聚合物的連續(xù)聚合系統(tǒng)，它能在連續(xù)聚合中自動(dòng)而又迅速地將一種類型聚合物轉(zhuǎn)變成另一種同時(shí)又改善了產(chǎn)品的質(zhì)量。即，第二實(shí)施方案是聚合物的連續(xù)聚合系統(tǒng)，聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的本發(fā)明的控制系統(tǒng)適于該系統(tǒng)。圖7表示第二實(shí)施方案的硬件結(jié)構(gòu)。
聚合物的連續(xù)聚合系統(tǒng)通過(guò)連續(xù)聚合連續(xù)生產(chǎn)不同類型的聚合物，通過(guò)連續(xù)轉(zhuǎn)變聚合反應(yīng)器中的組成完成該聚合。
圖7中聚合物的連續(xù)聚合系統(tǒng)包括模型算法控制部分(此后稱“MAC部分”)21，分配控制系統(tǒng)部分(此后稱“DCS部分”)23，和聚合反應(yīng)器28。
MAC部分21設(shè)定DCS部分23的模型模式并完成模糊控制。因此，MAC部分21操縱模型模式參數(shù)模糊參數(shù)和名稱條件資料及操縱模糊控制。
DCS部分23執(zhí)行基于程控的模型模式以完成系統(tǒng)的一般控制和程序控制。
用通過(guò)模式化由DCS部分23制備的試驗(yàn)程序中的過(guò)度部分得到的模型模式，使MAC部分21完成模型預(yù)先控制。
“模型模式”是基于各聚合物類型已達(dá)成果設(shè)定的氫和丙烯的供料速率的操作模式?；谑炀毑僮髡叩慕?jīng)驗(yàn)編制各聚合物類型的模型來(lái)模擬過(guò)度操作的方案屬于模型預(yù)先控制，為優(yōu)化之目的，將使用用模型預(yù)先控制的控制儀。
模型預(yù)先控制包括例如MAC(模型計(jì)算控制)和DMC(動(dòng)態(tài)模型控制)。模型預(yù)先控制的典型方法使用控制計(jì)算中工藝的動(dòng)態(tài)特征模型，以使由先前控制數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)控制目標(biāo)的未來(lái)行為Yp(t)，Yp(t＋1)，……，和在有限時(shí)間內(nèi)控制它，如圖8中說(shuō)明的。
如果單獨(dú)使用模型模式，MAC部分21中的模糊控制不能應(yīng)付隨時(shí)變化的物性控制。因此，用模糊控制來(lái)控制物性達(dá)目標(biāo)值。在模糊控制中，結(jié)合手控操作設(shè)定結(jié)構(gòu)要素功能和模糊規(guī)則以達(dá)到似人的控制操作。
聚合物的連續(xù)聚合系統(tǒng)在工藝反饋值上進(jìn)行模糊操作并再在工藝上反映操作結(jié)果。尤其是，聚合物的連續(xù)聚合系統(tǒng)實(shí)行程控，它基于由各聚合物類型已操作達(dá)到數(shù)據(jù)獲得的模型模式實(shí)行控制，和實(shí)行間接預(yù)先控制，它完成比程控水平高的模糊控制，以及在預(yù)先控制的DCS部分23中設(shè)定操作結(jié)果。
DCS區(qū)23可用通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(例如“CENTUM”，YOKOGAWA ELECTRIC公司的產(chǎn)品，或“TDCS”，YAMA TAKE HONEYWELL公司的產(chǎn)品)，它包括工作臺(tái)24，操縱臺(tái)25和現(xiàn)場(chǎng)控制器26。
現(xiàn)場(chǎng)控制器26包括待以后討論的批處理器55。
MAC區(qū)21有硬盤驅(qū)動(dòng)，隨機(jī)取存記憶和RS71界面程序單(未說(shuō)明)，及軟件操作系統(tǒng)。軟件包括線路控制器，BASIC解釋器，界面程序單應(yīng)用程序，相互配合圖示應(yīng)用程序，方位程序庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序，DOS(磁盤操作系統(tǒng))，轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序，外殼和模糊處理程序(如“AdMAS”，它是一種裝配程序)。
將催化劑，氫，乙烯和丙烯單體或類似物適宜地供到聚合用的聚合反應(yīng)器28中，現(xiàn)場(chǎng)控制器26接收數(shù)據(jù)如催化劑供料速率，氫供料速率，丙烯供料速率等?，F(xiàn)場(chǎng)控制器26控制聚合反應(yīng)器28中的壓力和溫度，以及氣相色譜率。
聚合反應(yīng)器28進(jìn)行連續(xù)聚合反應(yīng)。聚合物可以是聚烯烴，它是由在分子中各有碳-碳雙鍵的α-烯烴聚合得到的高分子化合物。聚烯烴包括由自由基聚合成的低密度聚乙烯，聚烯烴還可是中或高密度的聚乙烯或聚乙烯蠟。
現(xiàn)將描述可由軟件完成的聚合物的連續(xù)聚合系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)。
圖9表示MAC區(qū)21的功能結(jié)構(gòu)，圖10表DCS區(qū)23的功能結(jié)構(gòu)。
聚合物的連續(xù)聚合系統(tǒng)的軟件由圖9中所示MAC功能部分和也由圖9所示DCS程序功能部分組成。MAC功能部分包括數(shù)據(jù)庫(kù)29，模糊控制區(qū)31，動(dòng)向監(jiān)控區(qū)32，數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出區(qū)33，數(shù)據(jù)收集區(qū)36，數(shù)據(jù)置位區(qū)37，模糊處理器38，初級(jí)模擬器41，過(guò)渡數(shù)據(jù)收集區(qū)42，過(guò)渡置位區(qū)43，文件選擇器44和數(shù)據(jù)分析/動(dòng)向區(qū)45。
模糊控制區(qū)31管理模糊處理器38的數(shù)據(jù)輸入/輸出和名稱條件參數(shù)，并完成模糊控制象數(shù)據(jù)處理及模型模式的操作和壓力控制，換句話說(shuō)，模糊控制區(qū)31以這樣方式實(shí)行模糊控制，即，在控制參數(shù)值改變后，預(yù)定時(shí)間的推移經(jīng)過(guò)時(shí)，允許付參數(shù)達(dá)到與待變換的下一種類型聚合物有關(guān)的目標(biāo)值，其中副參數(shù)象氣相色譜率，壓力和溫度，根據(jù)控制參數(shù)值象氫的供料速率和催化劑的供料速率變化。
動(dòng)向監(jiān)控區(qū)32代表在有效時(shí)間內(nèi)過(guò)度態(tài)的動(dòng)向顯示，以顯示模糊控制的儲(chǔ)存信息和狀態(tài)。
數(shù)據(jù)庫(kù)輸入/輸出區(qū)33管理通向數(shù)據(jù)庫(kù)29中數(shù)據(jù)文件29A的輸入/輸出，例如上述模型模式參數(shù)和名稱操作條件數(shù)據(jù)，及輸入和改變這些數(shù)據(jù)。
初級(jí)模擬器41有工藝模擬功能，以貯存工藝模擬的初級(jí)模型方程和處理模型方程，推知聚合物的物性和檢驗(yàn)?zāi)：敵觥?br> 數(shù)據(jù)收集區(qū)36收集經(jīng)被引用在線控制器上的通訊軟件從DCS區(qū)23收集數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)存入普通區(qū)中。即，數(shù)據(jù)收集區(qū)36用作探測(cè)區(qū)以探測(cè)上述副參數(shù)值。
模糊處理器38包括一個(gè)模糊操作區(qū)(以模糊處理程序的子程序提供)，并在模糊控制區(qū)31下完成模糊操作，即，由數(shù)據(jù)收集區(qū)36收集的副參數(shù)值上從模糊操作獲得上述控制參數(shù)值。
數(shù)據(jù)置位區(qū)37將樹(shù)脂類型的模型模式數(shù)據(jù)和由模糊操作得到的值送入現(xiàn)場(chǎng)控制器26的批處理器55中。
模糊處理程序形成模糊規(guī)則，隸屬功能等。各模糊規(guī)則設(shè)有各由模糊設(shè)置組成的條件(如果(IF))部分和結(jié)論(于是(THEN))部分。
下面是一些模糊規(guī)則的例子規(guī)則1如果X是A1和Y是B1，于是Z是C1規(guī)則2如果X是A2和Y是B2，于是Z是C2這兩個(gè)規(guī)則有兩個(gè)可變條件部分“X是A”和“Y是B”及一個(gè)可變結(jié)論部分“Z是C”。在此規(guī)則中，A1，A2，B1，B2，C1和C2是模糊置位。
隸屬功能為定義量化模糊規(guī)則部分。
模糊操作得到有所給定值的各規(guī)則條件部分的匹配性(配合的質(zhì)量因數(shù))，得到基于所得匹配性的各規(guī)則的推論結(jié)果，然后由各規(guī)則的推理結(jié)果得到最終推理結(jié)果。
初級(jí)模擬器41將過(guò)渡數(shù)據(jù)文件29A的數(shù)據(jù)輸入到模糊處理器38，提供在動(dòng)向監(jiān)測(cè)區(qū)32上輸出值的動(dòng)向顯示并調(diào)節(jié)隸屬功能的置位和基于顯示結(jié)果的模糊控制的模糊規(guī)則。
例如，過(guò)渡數(shù)據(jù)收集區(qū)42在過(guò)渡開(kāi)始前直到過(guò)度結(jié)束用1小時(shí)將88件數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)29中的數(shù)據(jù)文件29A中。過(guò)渡置位區(qū)43沒(méi)定開(kāi)始數(shù)據(jù)收集的動(dòng)向名稱和時(shí)間。
文件選擇器44選擇待顯示的過(guò)渡數(shù)據(jù)文件29A。數(shù)據(jù)分析/動(dòng)向區(qū)45代表在數(shù)據(jù)文件29A中命名的過(guò)渡數(shù)據(jù)的動(dòng)向顯示。
然后DCS程序區(qū)50有系統(tǒng)控制程序區(qū)51，參數(shù)置位程序區(qū)52，模糊控制程序區(qū)53，模型模式程序區(qū)54和上述批處理器55。
模糊控制程序區(qū)53和模型模式程序區(qū)54控制聚合反應(yīng)器28。
系統(tǒng)控制程序區(qū)51控制樹(shù)脂類型的選擇，使用中程序的選擇，程序的開(kāi)始和停止，模型模式參數(shù)的選擇和與MAC區(qū)21聯(lián)絡(luò)。樹(shù)脂類型由8-2進(jìn)位碼管理，用十進(jìn)位符號(hào)中數(shù)字型處理二進(jìn)位碼。
樹(shù)脂類型選擇后，在程序開(kāi)始時(shí)，參數(shù)置位程序52區(qū)與MAC區(qū)21聯(lián)絡(luò)，并在DCS區(qū)23的批處理器55中設(shè)定模形模式參數(shù)。
參數(shù)置位程序區(qū)52在批處理器55中設(shè)定相同值作為模型模式參數(shù)。該程序區(qū)52相互比較設(shè)定在批處理器55中的兩個(gè)值并決定當(dāng)這兩個(gè)值相同時(shí)完成適當(dāng)聯(lián)絡(luò)，并在程序處理器(未示出)中設(shè)定該值。當(dāng)在批處理器55中這兩個(gè)模型模式參數(shù)相互不同時(shí)，程序區(qū)52送出通訊錯(cuò)誤信息給MAC區(qū)21并再試聯(lián)絡(luò)。
模糊控制程序區(qū)53管理由MAC區(qū)21的數(shù)據(jù)置位區(qū)37設(shè)定的模糊操作值并使批處理器55與在控制標(biāo)記中。當(dāng)模型模式置位后預(yù)定周期經(jīng)過(guò)時(shí)起動(dòng)該程序區(qū)53，并控制MAC區(qū)21和DCS區(qū)23之間的通訊。
模型模式程序區(qū)54是模式化程序，它優(yōu)化模式化并構(gòu)成還未形成模糊參數(shù)的樹(shù)脂類型的模式。在連續(xù)聚合反應(yīng)中，在變換一種類型聚合物至另一種時(shí)該程序區(qū)54基于各類型的模型模式改變控制參數(shù)值。
現(xiàn)將描述在聚合物的連續(xù)聚合系統(tǒng)中連續(xù)聚合的控制操作。
圖11是說(shuō)明連續(xù)聚合控制的流程圖，和圖12是說(shuō)明聚合過(guò)渡的控制特性。
首先，MAC區(qū)21形成模型(步驟S00)。在該情況下，例如，進(jìn)行18種類形模式化的試驗(yàn)?zāi)Ｊ匠绦?。此外相?duì)于3個(gè)參數(shù)完成模式化氫的供料速率，催化劑的供料速率和丙烯的供料速率。
圖13舉例說(shuō)明氫的模型模式。如圖13中所示，氫模式表明，25分鐘供氫30Nm3/Hr和在過(guò)度時(shí)30分鐘供氫120Nm3/Hr。
關(guān)于催化劑，活性總在改變，使它難以預(yù)定供料速率。因此，基于過(guò)去成就分解活性改變的比例，依照過(guò)渡時(shí)的活性自然地由MAC區(qū)21計(jì)算出供料速率。在DCS區(qū)23中設(shè)定計(jì)算出的供料率。
因?yàn)橛蛇^(guò)去成就已將設(shè)計(jì)的模型模式優(yōu)化到了一定程度，因此可縮短聚合過(guò)渡時(shí)間。例如，過(guò)渡操作(包括料降和料增)需要的時(shí)間是平均約12小時(shí)。過(guò)渡聚合的自動(dòng)控制系統(tǒng)將該過(guò)渡時(shí)間縮短到10小時(shí)，縮短了兩小時(shí)。
過(guò)渡類型置位，程序的開(kāi)始和結(jié)束是在操作者操作臺(tái)24的屏幕上完成的，并將信息從DCS區(qū)23送到MAC區(qū)21(步驟S01)。
MAC區(qū)21接收來(lái)自DCS區(qū)23的信息并將認(rèn)可的信息送到DCS區(qū)23(步驟S02)。
此后，MAC區(qū)21測(cè)定來(lái)自DCS區(qū)23的信息是否是正確的(步驟S03)。當(dāng)DCS區(qū)23的信息是正確時(shí)，MAC區(qū)21中的數(shù)據(jù)置位區(qū)37在DCS區(qū)23的批處理器55中設(shè)定模型模式參數(shù)(步驟S04)。在該例中，在批處理器55中設(shè)定兩個(gè)相同模型模式參數(shù)。
然后，通過(guò)特征與兩個(gè)模型模式參數(shù)的比較，DCS區(qū)23決定是否已傳送設(shè)定的模型模式參數(shù)(步驟S05)。
當(dāng)模型模式參數(shù)已被適宜地傳送，它決定是否已完成該類型的模糊置位(步驟S06)。當(dāng)已做了該模糊置位，系統(tǒng)控制程序區(qū)51選擇并調(diào)用模糊控制程序區(qū)53(步驟S07)。
當(dāng)選擇模糊控制程序區(qū)53時(shí)，用預(yù)先定義的模型模式起動(dòng)過(guò)渡操作和在預(yù)定周期后轉(zhuǎn)換到模糊控制(步驟S08)。
尤其是，在初始狀態(tài)于過(guò)渡時(shí)完成過(guò)度以便將供料條件改變成下一種類型產(chǎn)品的條件，在預(yù)定周期經(jīng)過(guò)后，完成模糊控制以便將氣體流率調(diào)到圖12中所示的H/E目標(biāo)值。
“預(yù)定周期”是過(guò)度起動(dòng)后在執(zhí)行過(guò)度時(shí)將控制目標(biāo)值調(diào)到下一種類型產(chǎn)品的值的時(shí)間并為各類型設(shè)定好。
在該情況下，在如圖12所示的模糊控制周期過(guò)程中，模糊控制區(qū)31基于控制算法實(shí)行氣相色譜控制(H/E控制)和壓力控制。甚至在操作過(guò)程中為了精確調(diào)節(jié)可以改變控制算法?？刂蒲h(huán)分成氣相色譜控制和壓力控制的兩部分，它們各自可隨意地設(shè)定。例如，每3分鐘進(jìn)行色譜控制同時(shí)每分鐘實(shí)行壓力控制。
當(dāng)物性達(dá)到目標(biāo)值并成穩(wěn)定態(tài)時(shí)，結(jié)束過(guò)渡并開(kāi)始正常操作(步驟D09)。甚至在正常操作中繼續(xù)模糊控制以完成在該操作中的穩(wěn)定控制。
模糊控制程序繼續(xù)到料增，料降和下一種過(guò)渡。當(dāng)基于控制表隨意停止模糊控制程序時(shí)，將控制變成手動(dòng)操作的常規(guī)控制。
當(dāng)沒(méi)有做模糊設(shè)定時(shí)，系統(tǒng)控制程序區(qū)51選擇和調(diào)用模型模式程序區(qū)54(步驟S10)。
該程序區(qū)54在過(guò)渡時(shí)開(kāi)始圖12中所示的模型模式控制(步驟S11)。在該情況中的模型調(diào)整中，為壓力控制推論n分鐘后的壓力。
由于在預(yù)定周期中采取過(guò)度，不能控制物性并且僅能控制反應(yīng)器中的壓力。
例如，高序列MAC區(qū)21的數(shù)據(jù)收集區(qū)36收集各由每分鐘得到的5段壓力數(shù)據(jù)和輸出在收集的壓力數(shù)據(jù)中改變的比例(步驟S12)。
每一分鐘的壓力改變dp1＝P－P1，dp2＝P1－P2，dp3＝P2－P3，dp4＝P3－P4，dp5＝P5－P6然后，基于變化比例數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收集區(qū)36推論由當(dāng)時(shí)點(diǎn)的一分鐘后的壓力(步驟S13)。
一分鐘后推論的壓力AVPA＝總和(dp1，dp2，dp3，dp4，dp5)/5＋反應(yīng)器壓力D201PS數(shù)據(jù)收集區(qū)36確定推論壓力值是否達(dá)到了由類型條件預(yù)先確定的壓力點(diǎn)(上限/下限)(步驟S14)。
在該時(shí)間點(diǎn)上，數(shù)據(jù)收集區(qū)36改變催化劑的量以控制壓力(步驟D15)。
催化劑供料速率的單一操作量在基于過(guò)去成就的模型模式中于第一點(diǎn)和第二點(diǎn)間的差別是有限的。
當(dāng)壓力達(dá)到由類型條件確定的點(diǎn)時(shí)，MAC區(qū)21輸出上限壓力信號(hào)和下限壓力信號(hào)給DCS區(qū)23以完成基于程序的控制(步驟S16)。
由于在該周期中不能實(shí)行氣相色譜控制，當(dāng)操作進(jìn)入穩(wěn)定態(tài)時(shí)需要手動(dòng)操作。使模式程序以優(yōu)化模型模式，而不是為了自動(dòng)控制。
由模型模式和模糊控制的結(jié)構(gòu)進(jìn)行聚合過(guò)渡的自動(dòng)控制。為了優(yōu)化類型與類型模式，通過(guò)使用MAC區(qū)21可自動(dòng)地設(shè)定試驗(yàn)程序模式，它在基于模型模式的程序控制下構(gòu)成模型模式。
因此，為了自動(dòng)變換所需聚合物，甚至為了非普通聚合物的其它類型聚合物(自動(dòng)地由一種變換成另一種)，能夠開(kāi)發(fā)構(gòu)成模糊參數(shù)的系統(tǒng)。
在預(yù)定周期過(guò)程中，通過(guò)改變控制參數(shù)僅控制聚合反應(yīng)器中作為副參數(shù)的壓力而不控制物性，以便可以縮短過(guò)渡時(shí)間。
系統(tǒng)還可以用至少一種α-烯烯的供料速率作為控制參數(shù)，所述α-烯烴含2～8個(gè)碳原子，例如乙烯，丙烯，丁烯等。
顯然，本發(fā)明中，基于本發(fā)明而又不脫離本發(fā)明的精神和范圍可形成寬范圍的不同操作模式。
權(quán)利要求
1.一種聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制方法，包括預(yù)先將可由生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的多元聚烯烴樹(shù)脂的名稱寄存到名稱數(shù)據(jù)庫(kù)中作為指示數(shù)據(jù)的名稱寄存步驟；模式貯存步驟，預(yù)先貯存將作為操作變成模式表的模式貯存的最佳型操作模式該模式貯存用于在當(dāng)時(shí)運(yùn)行生產(chǎn)工藝中由所述生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)下的當(dāng)時(shí)樹(shù)脂名稱與由所述生產(chǎn)系統(tǒng)待生產(chǎn)的下一種目標(biāo)樹(shù)脂名稱相配合；模式選擇步驟，將所述當(dāng)時(shí)樹(shù)脂的所述名稱與所述下一種目標(biāo)樹(shù)脂的所述名稱做比較以區(qū)別其配合，并選擇符合于從所述操作模式表產(chǎn)生區(qū)別的操作模式；和變換控制步驟，根據(jù)在所述模式選擇步驟中選擇的所述操作模式實(shí)行工藝控制以變換由所述生產(chǎn)系統(tǒng)要生產(chǎn)的樹(shù)脂類型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的控制方法，其中在所述操作模式表中待貯存的各操作模式包括樹(shù)脂類型的控制目標(biāo)值和在原料供料速率中連續(xù)改變的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的控制方法，其中所述模式選擇步驟包括基于當(dāng)時(shí)樹(shù)脂類型的生產(chǎn)結(jié)束時(shí)間將由改變類型操作的所述所選擇的操作模式控制設(shè)定開(kāi)始時(shí)間調(diào)到各操作模式的最佳時(shí)間的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的控制方法，其中用所述生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)多種類型聚烯烴樹(shù)脂，所述樹(shù)脂在聚烯烴的至少一種分子量和共聚物組分是相互不同的；和所述模式貯存步驟包括寄存最佳操作模式的步驟，所述最佳操作模式是由各多元區(qū)給出的，由預(yù)先將至少基于氫濃度和催化劑活性之間的關(guān)系的聚合反應(yīng)器中氫濃度分成所述操作模式表得到的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的控制方法，其中所述生產(chǎn)系統(tǒng)被用來(lái)生產(chǎn)多種類型聚丙烯樹(shù)脂，所述樹(shù)脂在聚丙烯的至少一種分子量和共聚物組分是不相同的。
6.聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制方法，連續(xù)改變連續(xù)聚合反應(yīng)器中所供要素的組成由此生產(chǎn)不同類型的聚合物，所述方法包括改變控制參數(shù)的改變控制步驟所述的控制參數(shù)是基于在所述連續(xù)聚合中將一種類型變換成另一種時(shí)通過(guò)改變各預(yù)先貯存樹(shù)脂名稱的操作模型得到的操作模式。始終探測(cè)和監(jiān)控副參數(shù)的監(jiān)控步驟，所述副參數(shù)根據(jù)所述控制參數(shù)的變化而變化；和基于所述改變控制步驟以這樣方式進(jìn)行操作的模糊控制的模糊控制步驟，即當(dāng)在所述控制參數(shù)改變之后預(yù)定周期經(jīng)過(guò)時(shí)，所述控制參數(shù)和所述副參數(shù)接近相當(dāng)于待變換目標(biāo)樹(shù)脂類型的目標(biāo)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的控制方法，其中所述模糊控制步驟包括進(jìn)行由所述監(jiān)控步驟探測(cè)的副參數(shù)的模糊操作以得到所述控制參數(shù)的信息的操作步驟；和改變?cè)谒霾僮鞑襟E中獲得的所述控制參數(shù)的控制步驟。
8.根據(jù)權(quán)利6的控制方法，其中所述預(yù)定周期是從樹(shù)脂類型開(kāi)始改變點(diǎn)到將所述目標(biāo)的值調(diào)到與在所述控制參數(shù)過(guò)度之后待變換目標(biāo)樹(shù)脂類型值相應(yīng)的點(diǎn)的時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的控制方法，還包括在所述預(yù)定周期過(guò)程中改變所述控制參數(shù)到僅控制聚合反應(yīng)器中壓力作為副參數(shù)的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的控制方法，其中所述操作模式是基于過(guò)去生產(chǎn)成就獲得。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的控制方法，其中所述聚烯烴是選自聚丙烯，聚乙烯和聚乙烯蠟的產(chǎn)品。
12.根據(jù)權(quán)利要求6的控制方法，其中所述控制參數(shù)是氫的供料速率。
13.根據(jù)權(quán)利要求6的控制方法，其中所述控制參數(shù)是催化劑的供料速率。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的控制方法，其中所述控制參數(shù)是至少一種含2～8個(gè)碳原子的α-烯烴的供料速率。
15.根據(jù)權(quán)利要求6的控制方法，其中所述副參數(shù)是氫與丙烯比例和氫與乙烯比例之一。
16.根據(jù)權(quán)利要求6的控制方法，其中所述副參數(shù)是所述聚合反應(yīng)器中壓力和溫度的至少一種。
17.聚烯烴生產(chǎn)裝置的控制儀器，包括能生產(chǎn)多種類型的聚烯烴樹(shù)脂的生產(chǎn)系統(tǒng)；名稱數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)備，用于寄存可由所述生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的多元聚烯烴樹(shù)脂名稱作為指示數(shù)據(jù)；模式貯存設(shè)備，用于預(yù)告貯存改變作為在當(dāng)時(shí)運(yùn)行生產(chǎn)工藝中由所述生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)下的當(dāng)時(shí)樹(shù)脂名稱與由所述生產(chǎn)系統(tǒng)待生產(chǎn)的下一種目標(biāo)的樹(shù)脂名稱相互配合的操作模式表，操作為最佳型操作模式。模式選擇設(shè)備，用于將所述當(dāng)時(shí)樹(shù)脂的所述名稱與所述下一種目標(biāo)樹(shù)脂的所述名稱做比較以區(qū)別其配合，并選擇相應(yīng)于由所述操作模式表產(chǎn)生的區(qū)別的操作模式；和改變控制設(shè)備，用于根據(jù)由所述模式選擇設(shè)備選擇的所述操作模式實(shí)行工藝控制以改變由所述生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的樹(shù)脂類型。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的控制儀器，其中所述模式貯存設(shè)備包括用于貯存包括各樹(shù)脂類型的控制目標(biāo)值的操作模式和在所述操作模式表中原料供料速率中連續(xù)改變的信息的設(shè)備。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的控制儀器，其中所述模式選擇設(shè)備包括用于基于當(dāng)時(shí)樹(shù)脂類型的給定生產(chǎn)結(jié)束時(shí)間將由改變類型操作的所述所選操作模式的控制開(kāi)始時(shí)間調(diào)到各操作模式的最佳時(shí)間的設(shè)備。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的控制儀器，其中生產(chǎn)系統(tǒng)有聚合反應(yīng)器并生產(chǎn)多種類型的聚烯烴樹(shù)脂，該樹(shù)脂在聚烯烴的至少一種分子量和共聚物組分中是相互不同的；和所述模式貯存設(shè)備寄存最佳操作模式，該模式由各多元區(qū)給出，它由預(yù)先將至少基于氫濃度和催化劑活性之間的關(guān)系的所述聚合反應(yīng)器中氫濃度分成所述操作模式表得到的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的控制儀器，其中所述生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)多種類型聚丙烯樹(shù)脂，該樹(shù)脂在聚丙烯的至少一種分子量和共聚物組分中是相互不同的。
22.聚烯烴樹(shù)脂生產(chǎn)裝置的控制儀器，包括具有聚合反應(yīng)器的生產(chǎn)系統(tǒng)，用于連續(xù)改變連續(xù)聚合反應(yīng)器中所供要素的組成由此生產(chǎn)不同類型的聚合物；通過(guò)改變各樹(shù)脂名稱的操作模型貯存操作模式的模式貯存；改變控制設(shè)備，用于改變基于在所述模式貯存中存貯的所述控制模式的控制參數(shù)，由此所述連續(xù)聚合中變換一種類型樹(shù)脂至另一種；監(jiān)控設(shè)備，用于始終探測(cè)和監(jiān)控副參數(shù)，該副參數(shù)根據(jù)所述控制參數(shù)的變化而變化；和模糊控制設(shè)備，用于以這樣方法進(jìn)行所述控制設(shè)備的模糊控制，即當(dāng)在所述控制參數(shù)改變之后預(yù)定周期經(jīng)過(guò)時(shí)，所述控制參數(shù)和所述副參數(shù)接近相當(dāng)于待改變目標(biāo)樹(shù)脂類型目標(biāo)值。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的控制儀，其中所述模糊控制設(shè)備包括操作設(shè)備，用于完成由所述監(jiān)控設(shè)備探測(cè)的副參數(shù)的模糊操作以使得到所述控制參數(shù)的信息和改變?cè)谒霾僮髟O(shè)備中獲得的控制參數(shù)控制設(shè)備。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的控制儀器，其中所述模糊控制設(shè)備調(diào)節(jié)所述預(yù)定周期作為從樹(shù)脂類型開(kāi)始改變點(diǎn)到將所述目標(biāo)值調(diào)到與在所述控制參數(shù)過(guò)度之后待改變目標(biāo)樹(shù)脂類型值相應(yīng)的點(diǎn)的時(shí)間。
25.根據(jù)要利要求24的控制儀器，其中所述模糊控制設(shè)備改變所述控制參數(shù)以使在所述預(yù)定周期過(guò)程中僅控制聚合反應(yīng)器中壓力作為副參數(shù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的控制儀器，其中所述模式貯存存貯基于過(guò)去生產(chǎn)成就獲得的操作模式作為所述操作模式。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的控制儀器，其中所述生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)聚丙烯，聚乙烯和聚乙烯蠟之一作為所述聚烯烴。
28.根據(jù)要利要求22的控制儀器，其中生產(chǎn)系統(tǒng)用氫供料速率作為所述控制參數(shù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求22的控制儀器，其中所述生產(chǎn)系統(tǒng)用催化劑的供料速率作為所述的控制參數(shù)。
30.根據(jù)權(quán)利要求27的控制儀器，其中所述生產(chǎn)系統(tǒng)用至少一種含2～8個(gè)碳原子的α-烯烴供料速率作為所述的控制參數(shù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求22的控制儀器，其中所述生產(chǎn)系統(tǒng)用氫與丙烯的比例和氫與乙烯的比例之一作為所述的副參數(shù)。
32.根據(jù)權(quán)利要求22的控制儀，其中所述生產(chǎn)系統(tǒng)用所述聚合反應(yīng)器中的壓力和溫度至少一種作為所述的副參數(shù)。
全文摘要
預(yù)先將多元聚烯烴樹(shù)脂的名稱作為指示數(shù)據(jù)寄存到名稱數(shù)據(jù)庫(kù)中。將優(yōu)化操作模式存入生產(chǎn)下當(dāng)時(shí)樹(shù)脂名稱與待生產(chǎn)的下一種目標(biāo)樹(shù)脂名稱相互配合的操作模式表中?；谏a(chǎn)下當(dāng)時(shí)樹(shù)脂名稱和待生產(chǎn)的下一種目標(biāo)的樹(shù)脂名稱選擇最佳操作模式?；谶x擇的最佳操作模式實(shí)行樹(shù)脂類型的改變控制。
文檔編號(hào)C08F110/02GK1131290SQ9511949
公開(kāi)日1996年9月18日 申請(qǐng)日期1995年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月26日
發(fā)明者林茂樹(shù), 田山道德, 水落博之, 勝山裕一 申請(qǐng)人:三井石油化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社