0 %的流速以在聚烯烴反應器160內(nèi)從一種聚烯烴產(chǎn)物過渡到另一種。或者，所需過渡流速可以超過最大穩(wěn)態(tài)運行(例如30鎊/小時)大約100鎊/小時。在更低速率下，該過渡可能太慢并延長不合格生產(chǎn)。在一個實施方案中，過渡流速可以超過最大穩(wěn)態(tài)運行大約200%至大約5000%。或者，過渡流速可以為大約100鎊/小時至大約2500鎊/小時。
[0032]在更高流速下的某一點，供應反應物組分的輸入料流105的總管壓力會下降，且料流140不再具有足以進入再循環(huán)氣體系統(tǒng)(即料流145)的壓力。此外，反應物組分如此迅速地加入以致積算儀185的準確度降低。極大量的任何給定反應物組分的加入也可能造成反應器160失常。
[0033]在過渡過程中，將包含反應物組分(即氫氣)的輸入料流105經(jīng)高流量閥130傳送到料流140，其進入料流145。料流145將反應物組分(例如氫氣)帶入氣相聚烯烴反應器 160。
[0034]經(jīng)驗模塊190接收來自測量反應物組分(例如氫氣)的濃度的在線分析儀195 (例如廢氣分析儀)的輸入。合適的在線分析儀的實例包括，但不限于，氣相色譜儀和質(zhì)譜儀。合適的在線分析儀可獲自Yokogawa(例如GC1000MARK II?)。
[0035]在任何過渡開始時，經(jīng)驗模塊190接收來自測量反應物組分(例如氫氣)的起始濃度的在線分析儀195的輸入。經(jīng)驗模塊190基于反應物組分(例如氫氣)的測得起始濃度和反應物組分(例如氫氣)的所需最終濃度預測完成該過渡所必需的反應物組分(例如氫氣)的所需量(鎊)。
[0036]積算儀185接收來自測量反應物組分(例如氫氣)的流速的流速計180的輸入。基于反應物組分(即輸入料流105)的測得流速，積算儀185確定進入聚烯烴反應器160的反應物組分(例如氫氣)流速何時達到反應物組分的所需量(鎊)。經(jīng)驗模塊190將反應物組分(例如氫氣)的所需量(鎊)與反應物組分的積算量(鎊)進行比較以確定過渡終點，并將該過渡終點輸出到積算儀185。通過預測該過渡的終點，積算儀185能夠同時在過渡終點經(jīng)高流量閥130切斷反應物組分(例如氫氣)流。一旦高流量閥130添加了所需量(鎊)的反應物組分(例如氫氣)，關(guān)閉高流量閥130且該過渡完成。
[0037]用于測試本發(fā)明的原型氣相反應器系統(tǒng)
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個原型的工藝流程圖顯示在圖1B中。特別地，圖1B顯示氣相聚稀經(jīng)工藝100的工藝流程圖。在這一實例中，使用Ineos Technologies聚丙稀工藝(即INN0VENE?PP Process)評估本發(fā)明。
[0039]輸入料流105包含來自總管(未顯示)的反應物組分(例如氫氣)。反應物組分(例如氫氣)從總管經(jīng)控制閥110或經(jīng)旁通閥115和高流量閥130供應至氣相聚烯烴反應器 160。
[0040]經(jīng)穩(wěn)態(tài)控制閥110或經(jīng)旁通閥115和高流量閥130傳送包含反應物組分(例如氫氣)的輸入料流105。穩(wěn)態(tài)閥110在正常運行過程中向氣相聚烯烴反應器160供應反應物組分的連續(xù)流(即恒流)以保持特定產(chǎn)物性質(zhì)。在這一實例中，Emerson Process Management閥(例如FISHER?Sliding Stem Control Valve)用于該評估。高流量閥130具有流速計180，其向積算儀185輸出測得的流速。在這一實例中，Emerson Process Management流速計(例如 R0SEM0UNT?Condit1ning Orifice Flowmeter)和 Honeywell 積算儀(例如 DCS算法)用于該評估。
[0041 ] 在正常運行過程中，經(jīng)穩(wěn)態(tài)控制閥110傳送輸入料流105。當使用穩(wěn)態(tài)控制閥110時，包含反應物組分(例如氫氣)的輸入料流105在壓縮機150的低壓側(cè)(即吸入側(cè))上經(jīng)料流140進入料流145。
[0042]在過渡過程中，限制因子是反應物組分在氣相聚烯烴反應器160內(nèi)的流速。通常，需要超過最大穩(wěn)態(tài)運行至少200%的流速以在聚烯烴反應器160內(nèi)從一種聚烯烴產(chǎn)物過渡到另一種?；蛘撸柽^渡流速超過最大穩(wěn)態(tài)運行(例如30鎊/小時)至少100鎊/小時。在更低速率下，該過渡太慢并導致不合格生產(chǎn)的延長。
[0043]在評估過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，反應物組分流速的可實現(xiàn)上限超過最大穩(wěn)態(tài)運行大約2000%至大約5000%。或者，過渡流速為大約1,000鎊/小時至大約2500鎊/小時。通常，這一值取決于運行過程中的最大穩(wěn)態(tài)流速，因此，較低的最大穩(wěn)態(tài)運行可能使得過渡流速超過最大穩(wěn)態(tài)運行的最多大約5000%。
[0044]本發(fā)明人在評估過程中還發(fā)現(xiàn)，在壓縮機150的低壓側(cè)(即吸入側(cè))上將反應物組分(例如氫氣)經(jīng)高流量閥130添加到料流145中造成壓縮機150中的喘振。為使壓縮機150的可能損傷最小化，包含反應物組分(例如氫氣)的料流125在壓縮機150的高壓側(cè)(即排出側(cè))上經(jīng)料流135進入料流155。
[0045]在過渡過程中，繞過穩(wěn)態(tài)控制閥110經(jīng)旁通閥115和料流120，125再傳送包含反應物組分(即氫氣)的輸入料流105。旁通閥115實現(xiàn)比控制閥110高得多的流速。當使用旁通閥115時，包含反應物組分(即氫氣)的料流105在壓縮機150的低壓側(cè)(即吸入側(cè))上經(jīng)料流140進入料流145。壓縮機150將反應物組分(例如氫氣)壓縮到聚烯烴反應器160所需的壓力。
[0046]料流155將反應物組分(例如氫氣)帶入氣相聚烯烴反應器160。料流165包含來自聚烯烴反應器160的反應器再循環(huán)氣體。經(jīng)熱交換器170傳送包含反應器再循環(huán)氣體的料流165。熱交換器170將包含反應器再循環(huán)氣體的料流165冷卻成氣相和液相組分。冷卻的料流165將氣相和液相組分帶入分離罐175。分離罐175留住來自熱交換器170的氣相和液相組分。將液相組分栗入聚烯烴反應器160，氣相組分被壓縮機150壓縮并再循環(huán)到聚烯烴反應器160。來自分離罐175的包含氣相組分(和來自料流140的反應物組分(例如氫氣))的料流145在壓縮機150的低壓側(cè)(即吸入側(cè))上進入。
[0047]經(jīng)驗模塊190接收來自測量反應物組分(例如氫氣)的濃度的在線分析儀195 (例如廢氣分析儀)的輸入。在這一實例中，Yokogawa在線分析儀(即GC1000MARK II?)用于該評估。
[0048]在任何過渡開始時，經(jīng)驗模塊190接收來自測量反應物組分(例如氫氣)的起始濃度的在線分析儀195的輸入。經(jīng)驗模塊190基于反應物組分(例如氫氣)的測得起始濃度和反應物組分(例如氫氣)的所需最終濃度預測完成該過渡所必需的反應物組分(例如氫氣)的所需量(鎊)。
[0049]積算儀185接收來自測量反應物組分(例如氫氣)的流速的流速計180的輸入?；诜磻锝M分(即輸入料流125)的測得流速，積算儀185確定輸入料流125的流速達到反應物組分的所需量(鎊)時的積算量，并將該積算量(鎊)輸出到經(jīng)驗模塊190。經(jīng)驗模塊190將反應物組分的所需量與該積算量進行比較以確定過渡終點，并將該過渡終點輸出到積算儀185。通過預測該過渡終點，積算儀185能夠同時在適當時間經(jīng)高流量閥130切斷反應物組分(例如氫氣)流而不要求操作員監(jiān)督氫氣的添加，這引入人為誤差和缺乏經(jīng)驗的相關(guān)風險。
[0050]氣相聚烯烴反應器系統(tǒng)的經(jīng)驗模塊的實例
[0051]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的氣相聚烯烴反應器系統(tǒng)的一個示例性經(jīng)驗模塊顯示在圖2中。特別地，圖2作為經(jīng)驗模塊顯示氫氣量(lbs) vs.氫氣濃度圖以迅速提高氣相聚烯烴反應器內(nèi)的氫氣濃度以降低聚烯烴(例如聚丙烯)的分子量。
[0052]從氣相聚烯烴反應器160中觀察到的不同分子量產(chǎn)物之間的過渡來收集用于這一經(jīng)驗模塊190的數(shù)據(jù)。該模塊利用通過在線分析儀195測得的反應器再循環(huán)氣流(即料流145)內(nèi)的氫氣濃度的數(shù)據(jù)。還通過流速計180測量關(guān)于在這些過渡過程中添加到聚烯烴反應器160中的氫氣量(鎊)的數(shù)據(jù)且并入該模塊中。
[0053]經(jīng)驗模塊190使用Michaelis-Menten擬合將這兩組數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)并預測完成兩種不同氫氣濃度之間的過渡所必需的氫氣量(鎊)。該擬合線圖是
[0054]A = 14.852*B/ (476.544+B)
[0055]其中
[0056]A =氫氣濃度，且