DD301246A7 - Process control process for ethylene polymers of high homogeneity - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Polymerisationsprozesses bei der Herstellung von Polyethylen definierter Homogenität mittels Gasphasenpolymerisation in Gegenwart bekannter Schwermetallkatalysatoren und Wasserstoff als Kettenregler bei kontinuierlicher Prozeßregelung in Polymerisationsreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerisationsprozeß durch die Prozeßparameter: Reaktoreingangstemperatur, Reaktorregeltemperatur, Temperatur an der Verteilerplatte des Reaktors, Katalysatorförderrate, Bettstand im Reaktor, Wasserstoffkonzentration im Reaktionsgemisch und der Konzentration der eingesetzten Comonomeren bei allmählicher Veränderung eines oder mehrerer Prozeßparameter nur dann gesteuert wird, wenn die stochastische Schwankungsbreite dieser Prozeßparameter einen Sicherheitswert a ind i überschreitet, dabei gilt (Formal) und die Unschärfemächtigkeit N aller Prozeßparameter einen Normwert von 0,45 n übersteigt, dabei gilt (Formel) wobei der Steuereingriff in differentiell kleinen Schritten so erfolgt, daß der Quotient (Formel) 0,01/h beträgt und die aus der Polymerprozeßführung resultierenden Änderungen der Prozeßparameter (Formel) gegen 0 gehen, wobei prinzipiell davon auszugehen ist, daß auch außerhalb der in Tabelle 1 aufgeführten Parameter weitere Intervalle einer regelfreien Fahrweise existieren können, was aber die Aussagen über regelfreie Fahrperioden nach obigen Beziehungen nicht in Frage stellt.The invention relates to a method for controlling the polymerization process in the production of polyethylene of defined homogeneity by gas phase polymerization in the presence of known heavy metal catalysts and hydrogen as a chain regulator in continuous process control in polymerization, characterized in that the polymerization process by the process parameters: reactor inlet temperature, reactor control temperature, temperature at the distributor plate of the reactor, catalyst feed rate, bedstead in the reactor, hydrogen concentration in the reaction mixture and the concentration of the comonomers used with gradual change of one or more process parameters is controlled only if the stochastic fluctuation of these process parameters exceeds a safety value a ind i, where (formal) and the Uncertainty N of all process parameters exceeds a standard value of 0.45 n, where (Formula) where the Steue Reingriff done in differentially small steps so that the quotient (formula) is 0.01 / h and the resulting from the polymer process control changes in the process parameters (formula) go to 0, which in principle is assumed that also outside the listed in Table 1 Parameter further intervals of a rule-free driving style may exist, but this does not question the statements about rule-free driving periods according to the above relationships.
Description
-2- 301 24C-2- 301 24C
Es Ist bekannt) den Polymerisationsprozeß zur Herstellung von Polyethylen nach unterschiedlichen physikalischen Kennwerten zu steuern (DDR-Standard 1975 TGL 29979/67 bis 69, DDR-Standard 1980 TGL 26244). Die entsprechenden Größen werden sowohl als „online'-Prozeßparameter als auch aus Handanalysen gewonnen (SCHRÖDER, E., MÜLLER, G., ARNDT, K.-F.: Leitfaden derPolymercharakterisierung.Akademle-Verlag Berlin 1982, S. 193 und SCHRÖDER, E.; FRANZ1J.; HAGEN, E.: Ausgewählte Methoden der Plastanalytik/Akademie-Verlag Berlin 1976;S. 78). Bei Abweichung der aktuellen Parameter von ihren vorgegebenen Normwerten erfolgt nach dominant manueller Emscheidungsfindung ein Eingriff in den Polymerisationsprozeß, indem einige Prozeßparameter gezielt verändert werdenIt is known) to control the polymerization process for the production of polyethylene according to different physical characteristics (DDR standard 1975 TGL 29979/67 to 69, DDR standard 1980 TGL 26244). The corresponding quantities are obtained both as "online" process parameters and from manual analyzes (SCHRÖDER, E., MÜLLER, G., ARNDT, K.-F .: Guidelines for Polymer Characterization.Akademle-Verlag Berlin 1982, p. 193 and SCHRÖDER, E., FRANZ 1 J., HAGEN, E .: Selected methods of Plastanalytik / Akademie-Verlag Berlin 1976 , p 78). If the current parameters deviate from their predefined standard values, after dominant manual determination of the precipitation, an intervention in the polymerization process takes place, in which some process parameters are purposefully changed
Nachteile an dieser Verfahrensweise sind: Disadvantages of this procedure are:
- der Probenahmefehler bei der Handanalyse durch Entmischungsvorgänge bei statistisch verteilten Produkten,the sampling error in manual analysis by segregation processes in statistically distributed products,
- die mangelnde Präzision der Laboranalysen, wie z. B. der Dichtebestimmung, der Siebanalyse und des Fließindex,- The lack of precision of laboratory analyzes, such. The density determination, the sieve analysis and the flow index,
- vor allem aber die generell nicht zeitrelevante Steuerung bei Verwendung von Labordaten und- Above all, the generally not time-relevant control when using laboratory data and
- die „harte" manuelle Beurteilung der Einzelparameter z.B. in Form einer sogenannten Strichfahrweise, die die normal stochastische Schwankung des Prozesses ignoriert.the "hard" manual assessment of the individual parameters, for example in the form of a so-called stroke mode, which ignores the normal stochastic variation of the process.
- Übersteuerungen des Prozesses durch Nichtbeachten von Ausreißerfehlern der Laboranalytik bzw. durch Probenahmefehlern und nicht zeitrelevanter Regelung,- Overrides the process by disregarding outlier errors of the laboratory analysis or by sampling errors and not time-relevant control,
- Steuerung auf der Basis unpräziser Laborwerte in eigentlich nicht zu steuernden Fahrperioden (Meßfehlersteuerung).- Control on the basis of imprecise laboratory values in actually not to be controlled driving periods (measuring error control).
- Steuerung bei ebenfalls nicht notwendigerweise steuerbaren stochastischen Abweichungen von Einzelwerten (sogenannten Strichfahrweisen).- Control in stochastic deviations of individual values (so-called stroke modes), which are not necessarily controllable.
Im Ergebnis der Übersteuerung treten Polymerisate breiter Verteilung auf, die sich auf automatisierten Verarbeitungsstraßen schlechter verarbeiten lassen als Polymerisate enger Eigenschaftsverteilungen. Es können sich ferner Polymerisate mit Eigenschaften ergeben, die nicht mehr im Lioferintervall liegen, also Produktionsverluste. Es entstehen Polymerisate mit Inhomogenitäten, den sogenannten Stippen, deren Weiterverarbeitung nur durch unökonomische Zusatzoperationen wie der Siebung oder erhöhtem Energieeintrag beim Extrudierprozeß in eine für den Kunden gewünschte Form gebracht wurden können. Fortlaufende Eingriffe in den Prozeß führen zu zusätzlichen technischen Inhomogenitäten und damit verbunden zu einer erhöhten Beanspruchung der Bedienmannschaft.As a result of the overdrive, there are broad distribution polymers that are more difficult to process on automated processing lines than polymers with narrow property distributions. It can also give polymers with properties that are no longer in Lioferintervall, so production losses. The result is polymers with inhomogeneities, the so-called specks whose further processing can be brought only by uneconomical additional operations such as screening or increased energy input in the extrusion process in a desired shape for the customer. Continuous interventions in the process lead to additional technical inhomogeneities and, associated therewith, to increased demands on the operating team.
Es ist das Ziel der Erfindung, den Polymerisationsprozeß bei gleicher Sicherheit mit geringerem Aufwand an Laboranalytik zu steuern und gleichzeitig mehr Produkte höherer Homogenität zu erzeugen.It is the object of the invention to control the polymerization process with the same reliability with less effort in laboratory analysis and at the same time to produce more products of higher homogeneity.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Prozeßsteuerung für die Polyethylenherstellung zu entwickeln, das eine zeitrelevante Steuerung der stationären Polymerisation in der Gasphase ermöglicht und Polymerisate hoher Homogenität erzeugt.The invention is based on the object to develop a method for process control for the polyethylene production, which allows a time-relevant control of the stationary polymerization in the gas phase and produces polymers of high homogeneity.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Steuerung des Polymerisationsprozesses eingesetzt wird, was dadurch gekennzeichnet ist, daß der Polymerisationsprozeß durch die Prozeßparameter: Reaktoreingangstemperatur, Reaktorregeltemperatur, Temperatur an der Verteilerplatte des Reaktors, Katalysatorförderrate, Bettstand im Reaktor, Wasserstoffkonzentration im Reaktionsgemisch und der Konzentration der eingesetzten Comonomeren bei allmählicher Veränderung eines oder mehrerer Prozeßparameter nur dann gesteuert wird, wenn die stochastische Schwankungsbreite dieser Prozeßparameter einen Sicherheitswert ai überschreitet, dabei giltAccording to the invention the object is achieved in that a method for controlling the polymerization process is used, which is characterized in that the polymerization process by the process parameters: reactor inlet temperature, reactor control temperature, temperature at the distributor plate of the reactor, catalyst flow rate, bed level in the reactor, hydrogen concentration in the reaction mixture and the concentration of the comonomers used is controlled with gradual change of one or more process parameters only if the stochastic fluctuation range of these process parameters exceeds a safety value ai, applies
I In - i, I = Δ, < a„ · ' M) II n - i, I = Δ, <a "· ' M)
in Normbereich des Parameters!in the standard range of the parameter!
ii Wert des Parameters! zur Zeit tii value of the parameter! at the time t
Δι Abweichung des Meßwertes i vom Optimum zur Zeit tΔι Deviation of the measured value i from the optimum to the time t
ai Sicherheitsintervall für die Größe i,ai safety interval for the size i,
und die Unschärfemächtigkeit N aller Prozeßparameter einen Normwert von 0,45n übersteigt, dabei giltand the uncertainty N of all process parameters exceeds a standard value of 0.45n, where
'n'n
N= Σ f(jt), (2) N = Σ f (j t ), (2)
ι = 1ι = 1
η Gesamtzahl der Meßparameter (Merkmale),η total number of measuring parameters (characteristics),
f(ii) Wert der Unschärfefunktion des Merkmals i für den aktuellen Meßwert it (zur Zeit t, mit Ii1) = 1 für i„)f (ii) value of the blur function of feature i for the current measured value i t (at time t, with Ii 1 ) = 1 for i ")
wobei der Steuereingriff in differentiell kleinen Schritten so erfolgt, daß der Quotientwherein the control intervention takes place in different small steps such that the quotient
—L_ (3) -L_ (3)
i-Δ, 0,01/h beträgt,i-Δ, 0.01 / h,
dabei giltthereby applies
i Absolutparameteri absolute parameter
Δ, Regelzeit,Δ, control time,
und die aus der Polymerprozeßführung resultierenden Änderungen der Prozeßparameterand the changes in the process parameters resulting from the polymer process
ΣΔ| -!»minΣΔ | - »min
gegen 0 gehen, wobei prinzipiell davon auszugehen ist, daß auch außerhalb der in Tabelle 1 ausgeführten Parameter weitere Intervalle einer regelfreien Fahrweise existieren können, was aber die Aussage über regelfreie Fahrperioden nach obigen Beziehungen nicht in Frage stellt.go against 0, which in principle can be assumed that even outside of the parameters set out in Table 1, more intervals of a rule-free driving can exist, but this does not question the statement about rule-free driving periods according to the above relationships.
Ein weiterer Vorteil obengenannter Steuerung besteht darin, daß in Fahrperioden, die allein durch stochastische Schwankungen geprägt sind, keine Handanalysen benötigt werden, da die Laborworte zur Produktcharakterisierung aus technischen Parametern ähnlicher Fahrperioden prognistizierbar sind.Another advantage of the above-mentioned control is that in driving periods that are characterized solely by stochastic fluctuations, no manual analyzes are needed because the laboratory words for product characterization from technical parameters of similar driving periods are predictable.
Aus Fahrperioden vorangegangener Polymerisationen werden für 8 ausgewählte nicht miteinand?r korrelierte Parameter für 386 Komplexe der S 9- und 948 Komplexe für die S 2-Fahrweise (Tab. 1, Zeile 2 und 3 sowie Zeile 4 und 5) morphologische Unschärfefunktionen ermittelt (Bild 1). Sie bilden den Prozeß einer guten Fahrweise mit homogenen Produkten ab. Das Maximum der Unschärfefunkti t\ stellt den optimalen Fahrbereich eines jeden Parameter i dar; auf V2 i„ ergibt sich über die Unschärfefunktion der Bereich ungeregelter Fahrweise gemäß Gl. (1). Außerhalb dieser Bereiche, im Bild 1 mit-><gekennzeichnet, erfolgt dann eine Zwangsregelung, wenn Gl. (2) nicht erfüllt ist. Prinzipiell ist davon auszugehen, daß auch außerhalb der in Tabelle 1 aufgeführten Parameter für eine ruhige Fahrweise weitere ähnlich brauchbare Intervalle existieren könnten. Zum Beispiel müßte für eine höhere Produktionsrate Merkmal 2,4 und 8 höhere Werte besitzen, wobei aber die anderen Werte gleich bleiben. Die morphologische Unschärfefunktion dieser Merkmale verschiebt sich dann um einen konstanten Betrag zu höherer, Werten, bleiben aber in ihrer Aussage identisch.From driving periods of previous polymerizations, morphological blur functions are determined for 8 selected non-mutually correlated parameters for 386 complexes of the S 9 and 948 complexes for the S 2 driving style (Table 1, Lines 2 and 3 and Lines 4 and 5) (Fig 1). They depict the process of good driving with homogeneous products. The maximum of the blur function \ represents the optimum travel range of each parameter i; on V 2 i "the uncertainty function gives the range of uncontrolled driving according to Eq. (1). Outside of these areas, marked with -><in Figure 1, a forced regulation takes place when Eq. (2) is not satisfied. In principle, it can be assumed that other similarly useful intervals could exist outside of the parameters listed in Table 1 for a quiet driving style. For example, for a higher production rate, features 2,4 and 8 would have higher values, but the other values remain the same. The morphological blur function of these features then shifts by a constant amount to higher values, but remains identical in their statement.
Wie das Ausführungsbeispiel in Tabelle 2 zeigt, besitzen Chargen stochastisch schwankender Polymerisate hohe Unschärfemächtigkeiten (Zeile 1 und 2). Umgekehrt weisen sehr kleine Mächtigkeitswerte auf eine instabile Fahrweise der Polymerisation hin.As the embodiment in Table 2 shows, batches of stochastically varying polymers have high blurring powers (lines 1 and 2). Conversely, very small thickness values indicate an unstable mode of polymerization.
Ausführungsbeispiel Tabelle 3 zeigt, daß bei ungestörter Fahrweise Proben hoher Ähnlichkeit in den technischen Parametern diese auch in den Laborwerten zwangsläufig übereinstimmen müssen (Zeile 2). Der Prognosefehler Zeile 3 liegt etwa in der Größenordnung der Präzision der Laborwerte Zeile 4 und korrespondiert mit dem Lieferintervall Zeile 5.Exemplary embodiment Table 3 shows that, in undisturbed driving, samples of high similarity in the technical parameters must inevitably coincide in the laboratory values (line 2). The prediction error r line 3 is approximately in the order of magnitude of the precision of the laboratory values line 4 and corresponds to the delivery interval line 5.
(948 Meßdaten)(948 measurement data)
94,4 97,494.4 97.4
±0,6± 0.6
51,9 93,9 2825 1,53 0,2651.9 93.9 2825 1.53 0.26
±3,7 ±2,1 ±203 ±0,77 ±0,05 ±0,12± 3.7 ± 2.1 ± 203 ± 0.77 ± 0.05 ± 0.12
0,53 0,980.53 0.98
±0,13± 0.13
" bezogen auf % Kreisgas. 21 Symbolerläuterung im Text."referring to% circulating gas 21 Symbol explanation in the text.
Chargecharge
Datumdate
8.7.8808/07/88
7,227.22
Homogenitätstest (s)"Homogeneity test (s) "
9.7.8809/07/88
5,885.88
außerhalb des Maximums, aber ungeregeltoutside the maximum, but unregulated
" β -♦ 0 homogenes Produkt, S -» 100 stark inhomogenes Produkt."β - ♦ 0 homogeneous product, S -» 100 highly inhomogeneous product.
Bild 1. Verteilung von 948 Objekten der S 2-Fahrweise beim Merkmal „wirklicher Bettstand" -»«- Bereich ohne RegelungFigure 1. Distribution of 948 objects of the S 2 driving style with the characteristic "real bedstand" - »« - area without regulation
1.O *1.O *
H XH X
0.5 4<<Mt 0.5 4 << Mt.
X ΧΧΛ K X ΧΧΛ K
χ < κ κ ^xχ < κ κ ^ x
X XxXX X K XKXKK X XxXX XK XKXKK
KK X* HX H KKK X * HX H K
VX-Kn χ\k\xXX1VXXkX k **> IVX - Kn χ \ x XX 1 VXXkX k **> I
1,1,
Claims (1)
f (it) Wert der Unschärfefunktion des Merkmals iη total number of measuring parameters (characteristics),
f (it) value of the blurring function of the feature i
i-Δ, i
i-Δ,
daoei gilt0.01 / h,
daoei applies
At Regelzeit,i absolute parameter
A t control time,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD32984889A DD301246A7 (en) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | Process control process for ethylene polymers of high homogeneity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD32984889A DD301246A7 (en) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | Process control process for ethylene polymers of high homogeneity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD301246A7 true DD301246A7 (en) | 1992-11-05 |
Family
ID=5610109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD32984889A DD301246A7 (en) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | Process control process for ethylene polymers of high homogeneity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD301246A7 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT403921B (en) * | 1992-12-10 | 1998-06-25 | Buna Ag | METHOD FOR PRODUCING HIGH DENSITY POLYETHYLENE |
AT403922B (en) * | 1992-12-10 | 1998-06-25 | Buna Ag | METHOD FOR PRODUCING HIGH DENSITY POLYETHYLENE |
-
1989
- 1989-06-22 DD DD32984889A patent/DD301246A7/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT403921B (en) * | 1992-12-10 | 1998-06-25 | Buna Ag | METHOD FOR PRODUCING HIGH DENSITY POLYETHYLENE |
AT403922B (en) * | 1992-12-10 | 1998-06-25 | Buna Ag | METHOD FOR PRODUCING HIGH DENSITY POLYETHYLENE |
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