СПОСОБ И ПРОЦЕСС, УЛУЧШАЮЩИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЫРЬЯ
METHOD AND PROCESS TO IMPROVE STOCK EFFICIENCY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к производству полиолефинов в псевдоожиженных слоях и в особенности к способам выделения полимеризованного продукта из реактора с псевдоожиженным слоем при желаемой скорости производства наряду со сбережением псевдоожижающего газа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Давней проблемой при производстве полиолефинов в реакторах с псевдоожиженным слоем является потеря непрореагировавшего мономера в псевдоожижающем газе в результате выделения твердого полимерного продукта из реактора. Частицы полученных полимера или смолы обычно извлекают путем пропускания их в резервуар для продукта, соединенный с реактором с псевдоожиженным слоем, которое осуществляют обычно при избыточном давлении газа под действием силы тяжести, при этом частицы отчасти все еще уносятся в газообразную атмосферу реактора или окружены газообразной атмосферой реактора. Несмотря на наличие системы клапанов, через которые твердый продукт протекает во время цикла разгрузки, рециркулирующий газ, покидающий реактор вместе с продуктом, обычно содержит значительный объем непрореагировавшего мономера. Потеря непрореагировавшего мономера составляет экономическую потерю химического реагента. Псевдоожижающий газ также может включать инертные газы, например, чтобы контролировать точку росы рециркулирующего газа, и которые также вносят вклад в экономическую потерю каждый раз, когда полимерный продукт извлекают из реактора.
Системы предшествующего уровня техники, которые были разработаны, чтобы минимизировать потерю газа при извлечении полимерного продукта, имеют тенденцию препятствовать извлечению самого твердого продукта в сравнении с конструкцией реактора, где такая система не используется. В результате весь процесс полимеризации в конечном счете может быть ограничен скоростью выделения продукта, а не зависеть от скорости производства. Такие производственные ограничения в больших, дорогостоящих реакторах весьма нежелательны.
Таким образом, существует потребность в новых стратегиях выделения продукта, применение которых может способствовать минимизации потери реакторных газов при выделении полимерного продукта, при этом не затрудняя выделение твердого продукта во время его выгрузки. Также существует потребность в системах выделения продукта, которые могут работать в широком интервале параметров реактора без ограничения скорости производства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение предлагает способ и установку для контроля выгрузки продукта из реактора с псевдоожиженным слоем и для регулирования, снижения и/или минимизации потери непрореагировавшего мономера и псевдоожижающего газа, которая происходит в процессе выделения твердого полимерного продукта из реактора. Обычно из реактора с псевдоожиженным слоем выгружают смолу через интегрированную систему выгрузки продукта (или IPDS, Integrated Product Discharge System), которая включает комплект клапанов и резервуаров, выполненных так, чтобы минимизировать потерю реакторного газа во время цикла выгрузки смолы из реактора. В одном из аспектов минимизация потерь рециркулирующего газа может быть достигнута за счет заполнения резервуара продукта смолой по существу полностью или за счет переполнения резервуара продукта смолой до определенного рекомендуемого уровня во время последовательности операций разгрузки реактора. Максимизация заполнения смолой резервуара продукта минимизирует объем реакторного газа, что также минимизирует потерю выводимого рециркулирующего газа при максимизации производительности по смоле. Одновременно переполнение резервуара продукта до более чем допустимой величины может вызвать нежелательную блокировку системы IPDS и привести к выходу из строя IPDS, что может снизить производительность установки, а также увеличить потери рециркулирующего газа.
Временные последовательности для регулирующих клапанов в системе IPDS, как правило, должны регулироваться вручную, что требует настоек по типу «подбора» для поддержания надежной работы. Например, время, когда выпускной клапан продукта открыт во время цикла разгрузки, что контролирует степень, до которой резервуар продукта заполняют или переполняют, является одним из параметров, обычно регулируемым вручную. В соответствии с данным изобретением выпускной клапан продукта открывают и закрывают в течение контролируемого периода времени с использованием системы, которая включает детектор для определения уровня продукта в виде твердых частиц во взаимодействии с системой контроля и различными алгоритмами управления, которые автоматически регулируют заданный период времени «клапан открыт» для достижения рекомендуемого уровня заполнения или переполнения резервуара продукта. Под описанием резервуара продукта как «заполненного» подразумевают, что продукт введен в резервуар приблизительно до максимальной степени, приблизительно до уровня 100% вместимости резервуара продукта, без значительного переливания продукта через края резервуара. Описание резервуара продукта как «переполненного» подразумевает, что продукт введен в резервуар до более чем 100% уровня от максимальной вместимости резервуара продукта, так что до определенной рекомендуемой степени имеет место переливание продукта из резервуара в вентиляционную линию, переливание через край контейнера или др. Определения «максимизировать» или «максимизированный» и аналогичные определения используют в данном случае, чтобы включить обе концепции «заполненная» и «переполненная», когда продукт в виде частиц добавлен в резервуар продукта до допустимого или рекомендуемого уровня, который включает как заполнение, так и переполнение до рекомендуемой степени.
Таким образом, по одному из аспектов изобретение предлагает способ выделения твердого продукта в виде частиц вместе с газом из реактора с псевдоожиженным слоем, в котором резервуар продукта соединен с реактором с псевдоожиженным слоем через наполнительный клапан и включает средство для опорожнения и средство для продувки резервуара продукта. Резервуар продукта или вентиляционная линия содержат детектор, способный обнаруживать продукт в виде твердых частиц, и систему контроля во взаимодействии с детектором и наполнительным клапаном и способную регулировать наполнительный клапан. Детектор располагают, например, в верхней части или около верхней части резервуара и/или непосредственно по соседству с вентиляционной линией так, что детектор показывает, когда резервуар продукта заполнен или переполнен до известного уровня, например, внутри вентиляционной линии. Цикл разгрузки проводят путем открывания наполнительного клапана в течение заданного периода времени и переноса продукта в виде твердых частиц и реакторного газа в резервуар продукта, затем путем закрывания наполнительного клапана и опорожнения резервуара. Такой цикл разгрузки повторяют любое число раз, и конкретный используемый алгоритм управления рассчитывает настройки, которые необходимо сделать, и во взаимодействии с системой контроля регулирует заданный период времени. Может быть использован любой детектор, который может обнаруживать наличие или отсутствие продукта в виде твердых частиц на уровне детектора, так как его располагают в резервуаре продукта и/или вентиляционной линии, и конкретный алгоритм управления может быть выбран на основе типа отклика, который будет обеспечивать любой конкретный детектор.
В одном из аспектов может быть использован детектор, который обеспечивает простой бинарный отклик, в зависимости от того, обнаруживает или не обнаруживает детектор продукт в виде твердых частиц. В этом аспекте, например, можно определить долю или процент циклов разгрузки, в которых продукт в виде твердых частиц обнаруживают с помощью детектора. Так как циклы разгрузки проводят во время периода испытаний, алгоритм управления может быть использован с системой контроля для корректировки заданного периода времени, чтобы увеличить или уменьшить долю циклов разгрузки, в которых продукт в виде твердых частиц обнаруживают с помощью детектора. Так как выполняют большее число циклов разгрузки и проводят последующие настройки, резервуар продукта может достигать по существу постоянного рекомендуемого уровня заполнения во время каждого цикла выгрузки продукта.
В другом аспекте может быть использован детектор, который обеспечивает масштабированный или пропорциональный отклик на присутствие продукта в виде твердых частиц, включая детектор, который дает пиковое значение измеренного параметра. В этом аспекте, например, можно использовать детектор, который обеспечивает замер пиковой плотности. Может быть выбрано рекомендуемое или целевое значение отклика детектора наряду с минимально допустимым и максимально допустимым значениями отклика, и когда циклы разгрузки проводят во время периода испытаний, алгоритм управления может рассчитать среднее значение отклика детектора. В конце периода испытаний заданный период времени может быть скорректирован исходя из того, находится ли среднее значение отклика детектора на минимально допустимом значении отклика или ниже, на максимально допустимом значении отклика или выше или на рекомендуемом или целевом значении отклика детектора или около этого значения.
Способ, описанный в данном изобретении, особенно полезен для процессов, в которых резервуар продукта быстро заполняется и опорожняется в качестве части упорядоченной операции, в которой соответствующий, точно установленный уровень заполнения резервуара способствует максимизации и/или оптимизации производительности реактора, минимизируя или оптимизируя при этом потерю непрореагировавшего мономера в псевдоожижающем газе. Один из типов упорядоченной операции, в которой раскрытый процесс может быть использован, описан в патенте США № 6255411, который включен во всей его полноте в качестве ссылки. В этом аспекте средства для опорожнения резервуара продукта, как правило, ниже по технологическому потоку включают продувочную емкость, которая соединена с резервуаром продукта через разгрузочный клапан.
В другом аспекте раскрытого процесса предложен способ выделения продукта в виде твердых частиц из реактора с псевдоожиженным слоем, который включает использование двух детекторов, способных обнаруживать продукт в виде твердых частиц, встроенных с резервуар продукта и/или в вентиляционную линию вместе с системой контроля, контактирующей с обоими детекторами и наполнительным клапаном. В этом способе и установке первый детектор размещают так, чтобы определять, когда резервуар продукта заполняется или переполняется до более низкого первого уровня, а второй детектор располагают так, чтобы определять, когда резервуар продукта переполняется до более высокого второго уровня. Детекторы, которые могут быть использованы, могут представлять собой детекторы, обеспечивающие или бинарный отклик по принципу «включено-выключено» на присутствие продукта в виде твердых частиц, или масштабированный или пропорциональный отклик, дающий значение, пропорциональное определенному измеренному параметру.
В аспекте изобретения с двумя детекторами, например, использование детекторов с бинарным откликом, когда цикл разгрузки проводят и повторяют любое число раз, детекторы и система контроля могут определять долю или процент циклов разгрузки, в которых продукт в виде твердых частиц обнаруживается как у первого, так и второго детекторов. С системой контроля может быть использован алгоритм управления для регулирования заданного периода времени, чтобы увеличить или уменьшить долю циклов разгрузки, в которых продукт в виде твердых частиц обнаруживают с помощью первого и второго детекторов. За счет введения второго детектора, как правило, выше по вентиляционной линии, чем первый детектор, который может быть расположен в нескольких дюймах от верхней части резервуара продукта, можно достичь более точного контроля уровня заполнения резервуара продукта. Например, при использовании такого способа и установки с двумя детекторами заданный период времени может быть установлен так, что продукт в виде твердых частиц определяют с помощью первого детектора приблизительно в 100% циклов разгрузки, а продукт в виде твердых частиц определяют с помощью второго детектора приблизительно в 0% циклов разгрузки.
В дополнение к аспекту с двумя детекторами, например, использование детекторов с масштабированным или пропорциональным откликом, когда цикл разгрузки проводят и повторяют любое число раз, для каждого детектора может быть выбрано рекомендуемое или целевое значение отклика детектора вместе со значениями минимально допустимого и максимально допустимого отклика для каждого детектора, хотя, как правило, значение минимально допустимого отклика будет ассоциироваться с детектором, находящимся ниже в резервуаре продукта или вентиляционной линии, а значение максимально допустимого отклика будет ассоциироваться с детектором, находящимся выше в резервуаре продукта или в вентиляционной линии. Так как циклы разгрузки проводят во время конкретного периода испытания, алгоритм управления может рассчитать среднее значение отклика детектора. В конце периода испытания может быть установлен заданный период времени исходя из того, находится ли среднее значение отклика детектора на минимально допустимом значении отклика или ниже его; на максимально допустимом значении отклика или выше его; или ниже, выше или около рекомендуемого или целевого значения отклика детектора для каждого из двух детекторов. Такой вариант осуществления с двумя детекторами может быть использован, например, для обеспечения очень тонких настроек уровня продукта в виде твердых частиц смолы.
Описан ряд реакторных систем и конструкций выгрузки продукта псевдоожиженного слоя, примеры которых раскрыты в патентах США № 4621952, 4003712, 4032391, 4255542, 4302565 и 4535134, каждый из которых включен в качестве ссылки во всей его полноте. Предполагается, что установка и способ настоящего изобретения могут быть использованы в сочетании с любой из реакторных систем, чтобы последовательно регулировать циклы разгрузки так, что резервуар продукта будет приближаться по существу к постоянному рекомендуемому уровню заполнения во время каждого цикла выгрузки продукта.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой упрощенную схему системы выгрузки продукта по настоящему изобретению, иллюстрирующую детектор и систему контроля во взаимодействии с наполнительным клапаном резервуара продукта.
Фиг.2 представляет собой схему типичной системы реактора полимеризации с псевдоожиженным слоем с использованием системы выгрузки продукта по настоящему изобретению.
Фиг.3 представляет собой схему, иллюстрирующую резервуары и вентильную систему, с целью схематичного описания операции выделения продукта в соответствии с патентом США № 6255411, которые могут быть использованы в комбинации с системой выгрузки продукта настоящего описания.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
TM
TM
Настоящее изобретение предлагает способ, установку и систему для улучшения эффективности сырья реактора с псевдоожиженным слоем и производительности заводской установки за счет улучшения эффективности заполнения Интегрированной Системы Выгрузки Продукта (IPDS) с использованием новой методологии контроля. Например, настоящее изобретение помогает решить проблему поддержания оптимальной операции выгрузки продукта в реакторе полимеризации с псевдоожиженным слоем, например, как в реакторе, используемом в газофазной технологии UNIPOL (UNIPOL Gas Phase Technology) и других процессах, чтобы сохранить желаемую производительность при минимизации потерь рециркулирующего газа. Раскрытый способ и установка могут быть применены ко всем смолам, таким как полипропилен (ПП, PP), включая изотактический полипропилен (иПП, iPP), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП, HDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП, LLDPE), в том числе катализируемый металлоценом линейный полиэтилен низкой плотности (мЛПЭНП, mLLDPE), этилен-пропиленовый каучук (ЭПК, EPR), этилен-пропилен-диеновый каучук (ЭПДК, EPDM) и т.д. В соответствии с настоящим описанием клапан выгрузки продукта реактора с псевдоожиженным слоем открывают и закрывают в течение контролируемого периода времени с использованием системы, которая включает детектор, систему контроля и различные алгоритмы управления, и заданный период времени «клапан открыт» регулируют автоматически, чтобы достичь рекомендуемого уровня заполнения резервуара продукта.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ выделения продукта в виде твердых частиц из реактора с псевдоожиженным слоем, и этот способ включает:
(а) обеспечение:
(i) резервуара продукта, соединенного с реактором с псевдоожиженным слоем через наполнительный клапан и включающего средство для опорожнения и средство для продувки;
(ii) детектора, который дает отклик, когда продукт в виде твердых частиц заполняет или переполняет резервуар продукта до уровня детектора; и
(iii) системы контроля, связанной с детектором и наполнительным клапаном и способной регулировать наполнительный клапан;
(b) осуществление, по меньшей мере, одного цикла разгрузки, включающего:
(i) открывание наполнительного клапана в течение заданного периода времени и перемещение продукта в виде твердых частиц вместе с газом из реактора с псевдоожиженным слоем в резервуар продукта; и
(ii) через заданный период времени закрывание наполнительного клапана и опорожнение резервуара продукта;
(с) при проведении стадии (b) расчет рекомендуемой настройки заданного периода времени с использованием алгоритма управления и, по меньшей мере, отклика одного детектора или отсутствия отклика, полученного при проведении, по меньшей мере, одного цикла разгрузки; и
(d) регулирование заданного периода времени по рекомендуемой настройке с использованием системы контроля.
Как правило, средство для продувки резервуара продукта представляет собой вентиляционную линию, и детектор может быть расположен в вентиляционной линии или может прилегать к вентиляционной линии так, чтобы обнаруживать продукт в виде твердых частиц, когда он достигает рекомендуемого уровня внутри вентиляционной линии. Когда детектор располагают так, чтобы обнаруживать продукт в вентиляционной линии, резервуар продукта переполняют до уровня детектора; то есть такая конфигурация дает возможность детектору подавать сигнал, когда произошло переливание продукта из резервуара продукта в вентиляционную линию до определенной рекомендуемой степени. В одном из аспектов детектор может быть расположен на любом расстоянии по вентиляционной линии от соединения вентиляционной линии и резервуара продукта. В одном из аспектов детектор может быть расположен от места в верхней части резервуара, насколько можно, близко, приблизительно от 0,25 футов (0,076 м) до приблизительно 10 футов (3,05 м) или даже более от соединения вентиляционной линии и резервуара продукта. Расположение детектора может меняться в зависимости от конкретной смолы и может меняться в широком интервале. Например, более «липкие» или клейкие смолы, которые могут быть среди смол более низкой плотности (ЛПНП, ЭПК и т.д.), обычно требуют более низкого расположения детектора в вентиляционной линии или в верхней части резервуара продукта, чтобы предупредить закупоривание вентиляционной линии. Менее «липкие» или менее клейкие смолы, которые обычно присутствуют среди смол более высокой плотности (ПЭВП и др.), могут требовать более высокого расположения детектора в вентиляционной линии, так как их наличие в линии на расстоянии в несколько футов, вероятно, не будет приводить к закупорке или блокировке системы IPDS. Следовательно, детектор может быть расположен в линии или на вентиляционной линии приблизительно на 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,5, 1, 0,5 или 0,25 футов (3,05, 2,74, 2,44, 2,13, 1,83, 1,52, 1,22, 0,9, 0,61, 0,46, 0,305, 0,15 и 0,076 м) от соединения вентиляционной линии и резервуара продукта. В другом аспекте детектор может быть расположен на расстоянии приблизительно от 0,25 до 5,0 футов (0,076-1,52 м), приблизительно от 0,5 до 3,0 футов (0,15-0,9 м) или приблизительно от 0,75 до 2,0 футов (0,23-0,61 м) от соединения вентиляционной линии и резервуара продукта, чтобы сигнализировать об уровне продукта на рекомендуемом уровне переполнения.
Описанный процесс и установка также предусматривают детектор, который выполнен с возможностью перемещения или регулирования, чтобы обеспечивать различные высоты в пределах вентиляционной линии или резервуара продукта, на которых может быть желательно определение, что может иметь место в случае, когда производят различные смолы. Когда детектор является радиоизотопным плотномером, который описан ниже, источник радиации и детекторная часть плотномера (например, гамма-детектор) могут быть расположены напротив друг друга снаружи вентиляционной линии так, что радиоизотопный плотномер работает в режиме прямой передачи без необходимости, чтобы детекторная головка непосредственно входила, или была встроена, в вентиляционную линию. Таким образом, радиоизотопный плотномер очень хорошо подходит, когда необходим регулируемый детектор. Могут быть использованы другие детекторы, такие как фотоэлектрический датчик.
Следующий аспект настоящего изобретения показывает, что детектор может быть расположен в верхней части или около верхней части резервуара продукта и не в вентиляционной линии для обнаружения продукта до переполнения резервуара продукта и попадания его в вентиляционную линию. Как правило, чтобы максимизировать заполнение смолой резервуара продукта и минимизировать объем реакторного газа, детектор может быть расположен настолько близко к верхней части резервуара продукта, насколько это физически возможно. Однако точное расположение детектора предположительно зависит от размера детектора, требуемой длины пути для метода определения, конкретной конструкции вентилируемого отвода линии, который может быть использован только для установки детектора, и аналогичных факторов, которые могут воздействовать на работу или могут требоваться для работы детектора. Например, когда детектор представляет собой радиоизотопный плотномер, который описан в данном случае, источник радиации и детекторная часть плотномера (например, гамма-детектор) могут быть установлены по соседству друг с другом на наружной стороне резервуара продукта так, что радиоизотопный плотномер работает в поверхностном режиме, что дает возможность располагать детектор высоко на резервуаре продукта.
В одном из аспектов раскрытого способа наполнительный клапан открывают в течение ограниченного, заданного, периода времени, чтобы переместить твердый продукт в резервуар продукта, после чего наполнительный клапан закрывают и резервуар продукта опорожняют. Как правило, заданный период времени регулируют так, чтобы оптимизировать конверсию газа в реакторе с псевдоожиженным слоем, и любое число алгоритмов или программирующих логических систем может быть использовано, чтобы отрегулировать заданный период времени открывания клапана. В одном из аспектов настоящее изобретение обеспечивает проведение и повторение цикла разгрузки любое число раз и определение доли циклов разгрузки, в которых продукт в виде твердых частиц обнаруживается детектором. Таким образом, стадии от (b) до (d) способа, перечисленные выше, обычно повторяют, по меньшей мере, один раз. Пока проводятся многократные события разгрузки и детектирования, используют алгоритм управления с системой контроля, чтобы отрегулировать заданный период времени с целью увеличения или уменьшения доли циклов разгрузки, в которых продукт в виде твердых частиц обнаруживается с помощью детектора. Таким образом, можно представить, что для всех циклов разгрузки в пределах данного периода, например 1 или 2 часа, некоторая доля или процент событий переполнения в циклах разгрузки может быть желательным. В этом случае если событие переполнения встречается в некоторой части из всех заполнений при выгрузке продукта, то ожидается, что заполнение смолой резервуара продукта максимизировано и, так как только часть циклов разгрузки приводит к переполнению, маловероятно, что будет иметь место блокировка системы IPDS.
В одном из аспектов может быть использован детектор, который дает простой бинарный отклик в зависимости от того, обнаруживается или не обнаруживается продукт в виде твердых частиц. Например, когда используют этот тип детектора, стадии расчета рекомендуемой настройки заданного периода времени и регулирования заданного периода времени при проведении, по меньшей мере, одного цикла разгрузки (соответствующие стадиям (с) и (d) описанного выше способа) могут быть выполнены в соответствии с алгоритмом управления, включающим следующие стадии:
ИСП
(i) выбор периода испытания, t, включающего достаточно времени, чтобы провести, по меньшей мере, один цикл разгрузки;
ПРОЦЕНТ
(ЦЕЛЕВОЙ)
(ii) выбор рекомендуемого процента циклов разгрузки, , при котором продукт в виде твердых частиц обнаруживается с помощью детектора;
x
y
(iii) выбор числа секунд, чтобы уменьшить (), и числа секунд, чтобы увеличить () заданный период времени, в течение которого наполнительный клапан открыт;
ПРОЦЕНТ
(НАБЛ)
(iv) в течение периода испытания расчет процента циклов разгрузки, , в которых продукт в виде твердых частиц обнаруживается с помощью детектора;
(v) после последнего цикла разгрузки периода испытания регулирование заданного периода времени, осуществляемое следующим образом:
ПРОЦЕНТ
ПРОЦЕНТ
х
(НАБЛ)
(ЦЕЛЕВОЙ)
(А) если  > , уменьшение заданного периода времени на  секунд;
ПРОЦЕНТ
ПРОЦЕНТ
y
(НАБЛ)
(ЦЕЛЕВОЙ)
(В) если  < , увеличение заданного периода времени на  секунд; и
ПРОЦЕНТ
ПРОЦЕНТ
(НАБЛ)
(ЦЕЛЕВОЙ)
(С) если  = , настройку заданного периода времени не проводят;
(vi) повторение стадий (iv) и (v) любое число раз; и
(ИСП)
(ЦЕЛЕВОЙ)
ПРОЦЕНТ
х
y
(vii) необязательно регулирование t, , ,  или любой их комбинации после любой из стадий (v) или в любое время в течение цикла испытания.
Такая стратегия алгоритма бинарного отклика также может быть применена при использовании масштабированного или пропорционального отклика детектора, при котором только бинарный отклик «да-нет» поступает в алгоритме. Например, радиоизотопный плотномер может быть использован во взаимодействии с алгоритмом бинарного отклика с использованием в качестве отклика обнаружения или отсутствия обнаружения твердого продукта.
В одном из аспектов доля или процент обнаружений смолы в общем числе событий разгрузки, которые могут быть использованы, чтобы инициировать настройку заданного времени открывания клапана, могут представлять собой любую долю или любой процент. Например, регулятор может быть запрограммирован так, чтобы если детектор обнаруживает смолу в α% всех выгрузок смолы в течение предыдущего периода времени, где α может быть больше чем или равно приблизительно 1% или меньше чем или равно приблизительно 100% (то есть 1≤α≤100), то регулятор может быть установлен на снижение времени открывания наполнительного клапана на рекомендуемый интервал времени, как правило, на β секунд, где обычно 0,1≤β≤2,0 секунд. Уменьшение времени заполнения используют, чтобы дать меньше времени для заполнения резервуара с целью получения более низкого среднего пикового уровня резервуара, тогда как увеличение времени заполнения используют, чтобы обеспечить более высокий средний пиковый уровень резервуара. Кроме того, процент всех выгрузок смолы, который может быть использован для инициирования настройки, α% может находиться в интервале приблизительно от 5 до приблизительно 90%, приблизительно от 10 до приблизительно 80%, приблизительно от 20 до приблизительно 70%, приблизительно от 30 до приблизительно 60% или приблизительно от 40 до приблизительно 55%. Более того, настройки могли бы быть проведены для самой доли или самого процента α%, пока опыт в реакторе протекает в соответствии с конкретным алгоритмом, чтобы быстрее отрегулировать заполнение смолой и достичь максимального заполнения резервуара продукта. Например, в течение первого 1-часового промежутка периода мониторинга или для первых 20 циклов разгрузки процент обнаружений смолы во всем числе событий разгрузки, который будет инициировать настройку заданного времени открывания клапана (α), может находиться в интервале приблизительно от 10 до приблизительно 90%; в течение второго 1-часового промежутка периода мониторинга или для вторых 20 циклов α может находиться в интервале приблизительно от 25 до приблизительно 75%; а в течение третьего и последующих 1-часовых промежутков периода мониторинга или для третьего и последующих 20 циклов разгрузки α может находиться в интервале приблизительно от 25 до приблизительно 75%. Такие числа приведены как примеры, поскольку любое число алгоритмов, которое могло бы изменить значение α, может быть использовано в зависимости от параметров реактора и т.д.
Система контроля также могла бы быть запрограммирована так, что если плотномер не обнаруживает продукта в γ% всех выгрузок смолы в течение предыдущего периода времени, где, как правило, 1≤γ≤99 и период времени может составлять приблизительно 1 час, то регулятор может увеличивать заполнение резервуара путем увеличения времени открывания наполнительного клапана на δ секунд, где, как правило, 0,1≤δ≤2,0 секунд.
В еще одном аспекте может быть использован детектор, который обеспечивает масштабированный или пропорциональный отклик на присутствие продукта в виде твердых частиц, в том числе может быть использован детектор, который дает пиковое значение измеренного параметра. Например, когда используют этот тип детектора, стадии расчета рекомендуемой настройки до заданного времени и регулирование заданного периода времени при проведении, по меньшей мере, одного цикла разгрузки (соответствующие стадиям (с) и (d) описанного выше способа), могут быть реализованы в соответствии с алгоритмом управления, включающим следующие стадии:
ИСП
(i) выбор периода испытания, t, включающего достаточно времени, чтобы провести, по меньшей мере, один цикл разгрузки;
(ЦЕЛЕВОЙ)
МИН
МАКС
(ii) выбор рекомендуемого значения отклика детектора, R, минимально допустимого значения отклика детектора, R, и максимально допустимого значения отклика детектора, R;
x
y
(iii) выбор числа секунд, чтобы понизить (), и числа секунд, чтобы повысить () заданный период времени, в течение которого наполнительный клапан открыт;
СРД
(iv) в течение периода испытания расчет среднего отклика детектора, R, после каждого цикла разгрузки;
(v) после последнего цикла разгрузки периода испытания регулирование заданного периода времени, осуществляемое следующим образом:
СРД
МАКС
х
(А) если R≥R, уменьшение заданного периода времени на  секунд;
СРД
Мин
y
(В) если R≤R, увеличение заданного периода времени на  секунд;
МИН
СРД
МАКС
(С) если R<R<R, настройку заданного периода времени не проводят;
(vi) повторение стадий (iv) и (v) любое число раз; и
ИСП
ЦЕЛЕВОЙ
МИН
МАКС
х
y
(vii) необязательно регулирование t, R, R, R, ,  или любой их комбинации после любой из стадий (v) или в любое время в течение цикла испытания.
ЦЕЛЕВОЙ
ПИК
ИСП
ЦЕЛЕВОЙ
МИН
МАКС
ИСП
х
y
В одном из аспектов рекомендуемое значение отклика детектора, R, может представлять собой пиковое значение плотномера, ρ, полученное при измерении радиоизотопным плотномером. Любой параметр, любая комбинация параметров или все параметры алгоритма, t, R, R, R,  или , могут быть настроены в любое время в течение цикла испытания, что понятно специалисту. Настройки времени могут меняться так, что х может быть больше чем, меньше чем или равным y. Как правило, число секунд, чтобы уменьшить (х) заданный период времени, может быть больше, чем число секунд, чтобы повысить (y) заданный период времени, в течение которых наполнительный клапан открыт, то есть х может быть больше, чем y. Такой признак полезен для регулирования уровня твердого продукта, падающего быстрее, чем он регулируется. Более того, по мере продолжения производства и увеличения времени работы реактора t можно регулировать на повышение, по меньшей мере, один раз при повторении стадий (iv) и (v) в описанном алгоритме разгрузки.
Ряд других переменных программирующей логической схемы или алгоритма может быть использован для регулирования заданного периода времени или для регулирования других параметров реактора и/или параметров выгрузки продукта в соответствии с изобретением. Например, в одном из аспектов алгоритм управления и система контроля могут регулировать заданный период времени открывания клапана, время между каждым циклом разгрузки, любое число параметров реактора или любой их комбинации, что понятно специалисту в данной области техники, чтобы оптимизировать конверсию газа в реакторе с псевдоожиженным слоем. Более того, также очевидно, что параметр(ы), который(е) регулируется(ются), такой(ие) как заданное время открывания клапана, может (могут) регулировать(ся) после любого числа циклов разгрузки. Как правило, желателен мониторинг нескольких циклов разгрузки, например циклов разгрузки, которые происходят в течение 1-часового промежутка времени, чтобы определить долю событий переполнения в циклах разгрузки и отрегулировать заданное время открывания клапана только через 1-часовой промежуток периода мониторинга. Также можно проводить мониторинг данного числа циклов разгрузки, например приблизительно от 3 до приблизительно 20 циклов разгрузки, и обосновать рассчитанную настройку для заданного времени открывания клапана на определенное число циклов разгрузки. С другой стороны, настройки могли бы быть сделаны только после одного цикла разгрузки с целью быстрого регулирования времени открывания клапана.
В еще одном аспекте может быть использована любая комбинация программирующих логических схем, таких как алгоритмы, описанные выше. Например, начиная с первого цикла разгрузки, можно было бы проводить настройки заданного времени открывания клапана после каждого отдельного цикла разгрузки в течение приблизительно от 5 до приблизительно 10 циклов разгрузки; после чего алгоритм, который проводит мониторинг циклов разгрузки в течение 1-часового промежутка и регулирует заданное время открывания клапана после каждого 1-часового промежутка, может вытеснить начальный отдельный цикл разгрузки.
Еще один аспект настоящего изобретения относится к временному инкременту, с помощью которого регулируют заданное время открывания цикла, независимо от того, увеличивает или уменьшает настройка заданное время. В этом аспекте система контроля может увеличивать или уменьшать заданное время открывания клапана с помощью любого инкремента времени, например можно использовать настройку по времени в интервале приблизительно от 0,05 до приблизительно 5 секунд. Кроме того, настройка также может находиться в интервале приблизительно от 0,08 до приблизительно 3 секунд или приблизительно от 0,1 до приблизительно 2 секунд. Также не является необходимым, чтобы сам такой инкремент был постоянным, поскольку такой инкремент сам по себе может меняться в течение времени в зависимости от конкретного алгоритма. Например, в течение первого 1-часового промежутка периода мониторинга или в течение первых 8 циклов разгрузки заданное время можно регулировать с инкрементами в 1 секунду; в течение второго 1-часового промежутка периода мониторинга или в течение вторых 8 циклов разгрузки заданное время можно регулировать с инкрементами в 0,3 секунды; и в течение любых последующих циклов разгрузки заданное время можно регулировать с инкрементами в 0,3 секунды. Такой признак имеет преимущество в том, что проводит более грубые настройки на начальных стадиях работы реактора, пока параметры реактора могут быть еще в процессе достижения стационарного состояния, после чего будут делаться более тонкие настройки, когда грубые настройки с большей вероятностью приводят к событиям недостаточного заполнения или переполнения резервуара продукта.
137
Еще один аспект настоящего изобретения относится к детектору. Может быть использован любой детектор, который способен обнаруживать присутствие продукта в виде твердых частиц в резервуаре продукта и/или в вентиляционной линии. Примерами подходящих детекторов являются, но не ограничиваются ими, радиоизотопный плотномер, емкостной датчик, фотоэлектрический датчик, оптический плотномер, дифференциальный датчик давления, акустический датчик или вибрационный датчик, или может быть использована любая их комбинация в описанных ниже вариантах осуществления с несколькими детекторами. В описанном способе хорошо работает радиоизотопный плотномер. Не связывая себя какой-либо теорией, полагают, что радиоизотопный плотномер использует источник радиоактивных изотопов, такой как Cs, испускающий фотоны (обычно гамма-лучи), которые проходят назад к детектору, и может быть адаптирован для обнаружения твердого продукта в режиме обратного рассеивания или в режиме прямой передачи в зависимости от расположения источника изотопов относительно детектора. Присутствие твердого продукта между источником радиоактивных изотопов и детектором (прямая передача) или рядом с источником радиоактивных изотопов и детектором (обратное рассеивание) будет приводить к поглощению излучения, которое может быть обнаружено. В одном из аспектов изобретения одноточечный радиоизотопный детектор уровня располагают в вентиляционной (G) линии резервуара продукта (фиг.1) во взаимодействии с алгоритмом с целью регулирования заданного времени открывания клапана так, что детектор четко обнаруживает продукт только в некотором проценте циклов разгрузки за данный период работы; хотя может быть использован другой алгоритм, например алгоритм, описанный в изобретении.
Специалисту в данной области будет понятно, что фигуры, приведенные в описании, представляют собой схемы, которые раскрывают наряду с другими объектами возможность взаимодействия различных компонентов с целью иллюстрации изобретения и не являются обязательно ограниченными конкретной ориентацией компонентов, как представлено. Фиг.1 иллюстрирует один из аспектов системы выгрузки продукта по настоящему изобретению в упрощенной форме и показывает детектор и систему контроля во взаимодействии с наполнительным клапаном резервуара продукта. Другие компоненты реактора на чертеже не показаны. Резервуар продукта 1 на фиг.1 соединен с реактором с псевдоожиженным слоем 2 через наполнительный клапан 3 и включает средство для продувки, показанное в данном случае как вентиляционная «G» линия 4, которая в этом аспекте возвращает газ в реактор 2. Резервуар продукта 1 также включает средство для опорожнения резервуара продукта, показанное как продувочная емкость 5, которая соединена с резервуаром продукта 1 через линию продувочной емкости 6 и клапан продувочной емкости 7. Детектор 8, который может представлять собой, например, радиоизотопный плотномер, находится в непосредственной близости с вентиляционной «G» линией 4 так, что его конфигурируют, чтобы он обнаруживал заполнения твердой смолой вентиляционной «G» линии 4 до уровня детектора 8. Детектор 8 находится во взаимодействии с системой контроля 9, которая сама также находится во взаимодействии с наполнительным клапаном 3 резервуара продукта и способна использовать алгоритм управления в соответствии с настоящим описанием, чтобы контролировать открывание и закрывание наполнительного клапана 3 резервуара продукта.
Фиг.2 показывает общий принцип работы от начала до конца системы реактора с псевдоожиженным слоем типа, обычно используемого для производства полиэтилена, сополимеров этилена и других олефиновых полимеров, которые используют систему выгрузки продукта по настоящему изобретению. На фиг.2 реактор 101 включает реакционную зону 102 и зону снижения скорости 103. Предшественник катализатора или композицию частично активированного предшественника, которые используют в псевдоожиженном слое, можно хранить для обслуживания в резервуаре 104 под атмосферой газа, инертного по отношению к хранимому материалу, такого как азот или аргон. К псевдоожиженному слою подают подпитывающий газ, и композицию подпитывающего газа можно определять с помощью газового анализатора 105. Когда это желательно, часть подпитывающего газа может быть возвращена по линии рецикла газа 106 в реактор в точке 107 ниже слоя. Имеется газораспределительная тарелка 108 выше точки возвращения газа, чтобы способствовать псевдоожижению слоя.
Часть газового потока, которая не прореагировала в слое, образует рециркулирующий газ, который, как правило, удаляют из зоны полимеризации предпочтительно путем пропускания его в зону снижения скорости 103 над слоем, где захваченные частицы получают возможность обратно опускаться в слой. Рециркулирующий газ затем сжимают в компрессоре 109 и затем пропускают через теплообменник 110, где отводится тепло реакции перед возвращением в слой. Соединение-активатор, как правило, добавляют к реакционной системе внизу по технологическому потоку от теплообменника 110, и, как показано, оно может быть подано в систему рецикрулирующего газа из дозатора 111 через линию 112. Предшественник катализатора или композицию частично активированного предшественника катализатора обычно впрыскивают в слой при скорости, равной скорости их потребления, в точке 113, которая находится выше распределительной тарелки 108.
Полимерный продукт в виде частиц может непрерывно выводиться в точке 114 в суспензии с частью потока газа, который стравливается по мере оседания частиц, чтобы минимизировать последующую полимеризацию и спекание, когда частицы достигают зоны своего конечного накопления. Суспендирующий газ также может быть использован, чтобы переместить продукт одного реактора в резервуар продукта 117. Полимерный продукт в виде частиц удобно и предпочтительно выводить за счет последовательной работы пары синхронизированных по времени клапанов 115 и 116 вверху потока и внизу потока соответственно резервуара продукта 117. Следовательно, клапан 115 представляет собой наполнительный клапан резервуара продукта, и клапан 116 представляет собой наполнительный клапан продувочной емкости между резервуаром продукта 117 и продувочной емкостью 124, которая представляет собой средство для опорожнения резервуара продукта 117. Когда клапан 116 закрывают, клапан 115 открывают, чтобы выпустить пробку газа и продукта в резервуар продукта 117 между ней и клапаном 115, который затем закрывают. Стравленный газ, содержащий непрореагировавшие мономеры, может быть выделен из резервуара продукта 117 через вентиляционную линию 118. Детектор 122, который может представлять собой, например, радиоизотопный плотномер, находится по соседству и/или во взаимодействии с вентиляционной линией 118 и может обнаруживать продукт в виде твердых частиц, когда продукт заполняет вентиляционную линию 118 до уровня детектора 122. Детектор 122 находится во взаимодействии с системой контроля 123, которая сама находится во взаимодействии с наполнительным клапаном резервуара продукта 115 и способна использовать алгоритм управления в соответствии с настоящим описанием, чтобы контролировать открывание и закрывание наполнительного клапана 115 резервуара продукта.
Клапан 116 затем открывают, чтобы высвободить продукт в продувочную емкость 124, которая сама может быть опорожнена путем высвобождения продукта в зону даже более низкого давления. Клапан 116 затем закрывают, чтобы дожидаться следующей операции выделения. Стравленный газ, содержащий непрореагировавшие мономеры, может быть выделен из зоны 117 через линию 118 и снова сжат в компрессоре 119 и возвращен напрямую или через очиститель 120 по линии 121 в линию рециркулирующего газа 106 в точке в начале потока компрессора рецикла 109.
Настоящее описание дополнительно предлагает способ выделения продукта в виде твердых частиц из реактора с псевдоожиженным слоем с использованием схемы с двумя детекторами. В таком аспекте первый детектор располагают так, чтобы он показывал, когда резервуар продукта заполняется или переполняется до более низкого первого уровня, а второй детектор располагают так, чтобы он показывал, когда резервуар продукта переполняется до более высокого второго уровня. Детекторы могут представлять собой или детекторы с откликом «включено-выключено», или детекторы с масштабированным или пропорциональным откликом. Таким образом, в соответствии с этим аспектом изобретения предлагается способ выделения продукта в виде твердых частиц из реактора с псевдоожиженным слоем, и этот способ включает:
(а) обеспечение:
(i) резервуара продукта, соединенного с реактором с псевдоожиженным слоем через наполнительный клапан и включающего средство для опорожнения и средство для продувки;
(ii) первого детектора, который дает отклик, когда продукт в виде твердых частиц заполняет или переполняет резервуар продукта до первого уровня;
(iii) второго детектора, который дает отклик, когда продукт в виде твердых частиц заполняет или переполняет резервуар продукта до второго уровня, который находится выше, чем первый уровень;
(iv) системы контроля, связанной с детектором и наполнительным клапаном и способной регулировать наполнительный клапан;
(b) проведение, по меньшей мере, одного цикла разгрузки, включающего:
(i) открывание наполнительного клапана в течение заданного периода времени и перемещение продукта в виде твердых частиц вместе с газом из реактора с псевдоожиженным слоем в резервуар продукта; и
(ii) через заданный период времени закрывание наполнительного клапана и опорожнение резервуара продукта;
(с) при проведении стадии (b) расчет рекомендуемой настройки заданного периода времени с использованием алгоритма управления и, по меньшей мере, отклика одного детектора или отсутствия отклика от первого детектора, второго детектора или от обоих, полученного при проведении, по меньшей мере, одного цикла разгрузки; и
(d) регулирование заданного периода времени с помощью рекомендуемой настройки с использованием системы контроля.
Как правило, стадии (b)-(d) данного способа повторяют, по меньшей мере, один раз. Кроме того, заданный период времени может быть отрегулирован так, чтобы или увеличить, или уменьшить заданный период времени на любую величину, но обычно его можно регулировать на величину в интервале приблизительно от 0,05 до приблизительно 5 секунд. Более того, заданный период времени может быть отрегулирован после того, как стадия (с) будет проведена любое число раз, но, как правило, его можно регулировать повторно после проведения стадии (с) приблизительно от 3 до приблизительно 20 раз.
Любой алгоритм или комбинация алгоритмов, которые описаны в изобретении, могут быть использованы, чтобы регулировать заданный период времени. При использовании двух детекторов количество секунд, чтобы увеличить (х), и количество секунд, чтобы уменьшить (y) заданный период времени может быть рассчитано с помощью алгоритма, который учитывает только один детектор или оба детектора. Например, когда заданное время необходимо уменьшить, время уменьшения (х) может быть рассчитано из алгоритма, который учитывает только соответствующее время снижения, диктуемое алгоритмом, учитывающим отклики более высокого второго детектора; с другой стороны, любое необходимое время увеличения (y) может быть рассчитано из алгоритма, который учитывает только соответствующее время уменьшения, диктуемое алгоритмом, учитывающим отклики более низкого первого детектора. Более сложные алгоритмы, которые учитывают расчеты (х) и (y) путем масштабирования откликов детектора для верхнего и нижнего детекторов, подпадают под объем настоящего изобретения.
В соответствии с этим аспектом описанных способа и установки за счет введения второго детектора, как правило, расположенного выше в вентиляционной линии, чем первый детектор, который, как правило, размещают только на несколько дюймов выше верха резервуара продукта, можно достичь более точного контроля уровня заполнения резервуара продукта. Например и аналогично способу с одним детектором, при применении детектора с бинарным откликом может быть использован алгоритм управления с системой контроля для настройки заданного периода времени, чтобы увеличить или уменьшить долю циклов разгрузки, в которых продукт в виде твердых частиц обнаруживают с помощью первого и второго детекторов. Например, при использовании способа и установки с двумя детекторами заданный период времени можно регулировать так, что продукт в виде твердых частиц обнаруживают первым детектором приблизительно в промежутке от 90 до 100% циклов разгрузки и продукт в виде твердых частиц обнаруживают вторым детектором приблизительно в промежутке от 0 до 10% циклов разгрузки. В другом аспекте заданный период времени можно отрегулировать так, что продукт в виде твердых частиц обнаруживают первым детектором приблизительно в 100% циклов разгрузки, тогда как продукт в виде твердых частиц обнаруживают вторым детектором приблизительно в 0% циклов разгрузки. Средства для продувки резервуара продукта обычно представляют собой вентиляционную линию; следовательно, второй детектор обычно располагают так, чтобы обнаруживать смолу в вентиляционной линии, а первый детектор может быть расположен так, чтобы обнаруживать смолу в резервуаре продукта, в том числе в верхней части резервуара продукта или внутри вентиляционной линии. Обычно заданный период времени регулируют с целью оптимизации конверсии газа в реакторе.
В еще одном аспекте описанный способ может быть использован в комбинации с другими способами, которые применяли или применяют в настоящее время для оптимизации рабочих параметров системы выгрузки продукта с помощью других средств. Например, в патенте США № 6255411 описана оптимизация системы выгрузки продукта, которая осуществляется путем регулирования продолжительности каждой стадии в пределах временного цикла комплексной выгрузки продукта. Распределение времени для рассматриваемых действий определяют путем синхронизации открывания и закрывания клапанов, при которой клапаны, как правило, контролируют с помощью цифрового регулятора, который программируют так, чтобы он следовал конкретной последовательности операций. Временные затраты на каждой из стадий в последовательности операций можно корректировать, чтобы обеспечить рекомендуемую скорость разгрузки реактора с минимальной потерей рециркулирующего газа. Настоящее изобретение может быть использовано для оптимизации первой стадии такого комплексного цикла выгрузки продукта за счет оптимизации и/или максимизации заполнения смолой в каждой емкости продукта.
Фиг.3 иллюстрирует резервуары и регулирующие клапаны для схематичного описания операции выделения продукта в соответствии с патентом США № 6255411, которое показывает использование парных резервуаров продукта, но также может быть приспособлено к 3 и более резервуаров продукта. Система контроля выгрузки продукта по фиг.3 может быть использована в комбинации с системой выгрузки продукта по настоящему изобретению, что не показано на фиг.3. Для пояснения и иллюстрации фиг.3 все клапаны А, В, С, D, E, F, G и Н, как принято, вначале закрыты. Для иллюстрации последовательность операции выгрузки продукта начинают с помощью управляющего сигнала, открывающего клапан В или С. Твердый продукт протекает из реактора с относительно высоким давлением I в резервуар J или К, имеющие более низкое давление, начиная движение продукта в виде твердых частиц через правую или левую группу клапанов и резервуаров, которые изображены на чертеже и которые также можно назвать Восточной стороной (East-side) и Западной стороной (West-side). Резервуары J и K представляют собой резервуары продукта, а резервуры L и М обычно называют продувочными емкостями. Резервуары продукта L и К на фиг.3 могут быть выполнены с использованием способа контроля, который раскрыт в данном случае и представлен на фиг.1 (но не показан на фиг.3), чтобы обеспечить высокоэффективный комбинированный способ оптимизации конверсии реакторных газов, содержащих мономер. То есть проводят операцию по манипулированию продуктом, описанную ниже, которая относится к фиг.3, и при этом осуществляют способ, описанный выше, для максимизации уровня заполнения резервуара продукта, показанный на фиг.1, независимо друг от друга на обоих резервуарах продукта J и К.
Учитывая, что открывают именно клапан В, чтобы заполнить резервуар J продуктом, резервуар J в данный момент имеет давление, приближающееся к давлению реактора I. Клапан В теперь закрывают, а клапан А открывают, позволяя давлению в емкостях J и К достичь равновесия. Клапан А затем закрывают, а клапан D открывают, давая возможность твердому материалу протекать из резервуара J, куда он ранее был передан на хранение за счет открывания клапана В, в резервуар L. Помимо перемещения твердого продукта это приводит к уравновешиванию давления газа в резервуарах J и L. Клапан D затем закрывают, а клапан E открывают, давая возможность давлению в резервуарах L и М достичь равновесия за счет движения газа из резервуара L в резервуар М. Клапан Е затем закрывают, а клапан С открывают, давая возможность твердому материалу протекать из резервуара L в бункер продукта N или другое место назначения, имеющее более низкое давление, которое может представлять собой конвейер, имеющий контролируемое давление.
Полный цикл разгрузки в операции выделения продукта по патенту США № 6255411, как показано на фиг.3, будет включать после выгрузки продукта аналогичное перемещение продукта по очереди через восточную сторону или западную сторону, какая бы ни использовалась только для уравновешивания давления газа во время первых пяти стадий. Таким образом, после того, как система переместит продукт через резервуары J и L, как это описано, дополнительный твердый продукт теперь мог бы перемещаться из реактора I в резервуар К за счет открывания клапана С, затем клапан С мог бы быть закрыт, а клапан А мог бы быть открыт, чтобы дать возможность резервуару К достичь уравновешивания давления газа с резервуаром J. Клапан А может быть закрыт, а клапан F открыт, чтобы позволить продукту протекать в резервуар М; клапан F закрывают, а клапан E открывают, чтобы позволить газу протекать в клапан L из резервуара M; клапан Е затем закрывают, а клапан Н открывают, чтобы направить продукт к месту назначения Р. Таким образом, существует пять стадий для каждой из восточной и западной сторон, три стадии перемещения продукта со стадиями уравновешивания давления между первой и второй и второй и третьей.
Необязательным признаком, показанным только на одной стороне системы выгрузки продукта на фиг.3, является трубопровод 200, проходящий между резервуаром продукта J и продувочной емкостью L. Обычно большая часть продукта перемещается достаточно легко, так как его перемещению способствует значительная разность давлений. Однако, когда резервуар L заполняется и давление в резервуарах становится одинаковым, движение продукта больше зависит от силы тяжести, и поток газа может фактически иметь тенденцию давать обратный ход, так что замена газа продуктом становится заметным эффектом. В этой точке клапан 201 может быть открыт, чтобы позволить замещенному газу протекать из продувочного резервуара емкости L в резервуар продукта J. За счет обеспечения возможности замещенному газу протекать через линию 200 твердый продукт, падающий из резервуара J в резервуар L, не должен преодолевать противоток газа, перемещающегося вверх из резервуара L, и движение твердого продукта будет осуществляться быстрее, чем это могло бы быть в другом случае. Желательно, чтобы не только продукт двигался настолько быстро, насколько позволяет оборудование, но чтобы принимающая емкость была заполнена, насколько это возможно. Работа клапана 201 может происходить в ответ на сигнал, соответствующий заданной разности давления между резервуарами J и L. Аналогичные линии и клапаны могут работать между резервуарами К и М, между реактором I и резервуаром К и/или между резервуаром J и реактором I. Такие линии могут быть использованы на обеих сторонах системы разгрузки. Кроме того, перемещению твердого продукта через клапан G и/или Н может способствовать, особенно близко к концу операции, подача газа к резервуару L или М от источника, имеющего более высокое давление, чем текущее давление в месте назначения N или Р.
Таким образом, в соответствии с рассматриваемым аспектом настоящего изобретения предложен способ выделения продукта в виде твердых частиц из реактора с псевдоожиженным слоем, и этот способ включает:
(а) обеспечение множества параллельных групп резервуаров, включающих первый резервуар продукта, первую продувочную емкость, второй резервуар продукта и вторую продувочную емкость, где:
(i) каждый резервуар продукта соединен с реактором с псевдоожиженным слоем через наполнительный клапан и включает средство для опорожнения и средство для продувки;
(ii) для каждого резервуара продукта предусмотрен детектор, чтобы обеспечить отклик, когда продукт в виде твердых частиц заполняет или переполняет резервуар продукта до уровня детектора;
(iii) для каждого резервуара продукта предусмотрена система контроля, связанная с детектором и наполнительным клапаном и способная регулировать наполнительный клапан;
(b) для одной из параллельных групп резервуаров перемещение продукта в виде твердых частиц вместе с газом из реактора в первый резервуар продукта за счет:
(i) открывания наполнительного клапана в течение заданного периода времени и перемещения продукта в виде твердых частиц вместе с газом из реактора с псевдоожиженным слоем в первый резервуар продукта;
(ii) закрывания после заданного периода времени наполнительного клапана и опорожнения первого резервуара продукта;
(с) при осуществлении стадии (b) перемещение продукта в виде твердых частиц из второго резервуара продукта во вторую продувочную емкость;
(d) при осуществлении стадий (b) и (с) перемещение продукта в виде частиц из первой продувочной емкости в другое место назначения, имеющее давление ниже, чем первая продувочная емкость;
(е) после осуществления стадий (b), (с) и (d) пропускание газа из первого резервуара продукта во второй резервуар продукта;
(f) пропускание газа из второй продувочной емкости в первую продувочную емкость;
где каждую из стадий (b), (с), (d), (e) и (f) путем закрывания клапанов изолируют от реактора, резервуаров продукта и продувочных емкостей, не являющихся необходимыми для их проведения;
(g) повторение стадий (b)-(f) для каждой из оставшихся параллельных групп резервуаров;
(h) повторение стадий (b)-(g) любое число раз и для каждого резервуара продукта, независимо рассчитывая рекомендуемую настройку заданного периода времени с использованием алгоритма управления и, по меньшей мере, отклика одного детектора или отсутствия отклика для этого резервуара продукта, полученного при осуществлении стадии (b) для этого резервуара продукта; и
(i) регулирование заданного периода времени для каждого резервуара продукта независимо друг от друга с помощью рекомендуемой настройки с использованием системы управления.
При использовании детекторов в резервуарах и/или вентиляционных линиях, которые дают масштабированные или пропорциональные отклики на присутствие твердой смолы, стадии расчета рекомендуемой настройки заданного времени и регулирования заданного периода времени при проведении, по меньшей мере, одного цикла разгрузки, могут быть осуществлены в соответствии с алгоритмом управления, включающим следующие стадии:
ИСП
(i) выбор периода испытания, t, включающего достаточно времени, чтобы провести, по меньшей мере, один цикл разгрузки;
ЦЕЛЕВОЙ
МИН
МАКС
(ii) выбор рекомендуемого значения отклика детектора, R, минимально допустимого значения отклика детектора, R, и максимально допустимого значения отклика детектора, R;
x
y
(iii) выбор числа секунд, чтобы понизить (), и числа секунд, чтобы повысить () заданный период времени, в течение которого наполнительный клапан открыт;
СРД
(iv) в течение периода испытания расчет среднего отклика детектора, R, после каждого цикла разгрузки;
(v) после последнего цикла разгрузки периода испытания регулирование заданного периода времени, осуществляемое следующим образом:
СРД
МАКС
х
(А) если R≥R, уменьшение заданного периода времени на  секунд;
СРД
МИН
y
(В) если R≤R, увеличение заданного периода времени на  секунд; и
МИН
СРД
МАКС
(С) если R<R<R, настройку заданного периода времени не проводят;
(vi) повторение стадий (iv) и (v) любое число раз; и
ИСП
ЦЕЛЕВОЙ
МИН
МАКС
х
y
(vii) необязательно регулирование t, R, R, R, ,  или любой их комбинации после любой стадии (v) или в любое время в течение цикла испытания.
ИСП
ЦЕЛЕВОЙ
МИН
МАКС
х
y
Конкретный(е) алгоритм(ы) и настройки параметров t, R, R, R,  и/или  включает(ют), по меньшей мере, такие алгоритмы и настройки, которые могут быть использованы во взаимодействии с системой оптимизации разгрузки на одном резервуаре продукта реактора.
В этом аспекте настоящего изобретения число параллельных групп резервуаров, которое может быть предусмотрено, не ограничено способом разгрузки, уравновешиванием газа или определением уровня заполнения смолы в резервуаре продукта. Таким образом, хотя на фиг.3 показаны две параллельные группы резервуаров, а фиг.1 и 2 иллюстрируют способ и установку для минимизации потери псевдоожижающего газа в одном резервуаре продукта, две или более параллельных групп резервуаров продукта охватываются настоящим описанием. В этом аспекте можно использовать 2, 3, 4, 5, 6 или более параллельных групп резервуаров.
Раскрытый способ также иллюстрируется приведенными далее примерами, которые никоим образом не следует истолковывать как накладывающие ограничения на объем изобретения. Напротив, следует понимать, что можно прибегнуть к различным другим аспектам, вариантам осуществления, модификациям и эквивалентам изобретения, которые после прочтения описания могут быть предложены самими специалистами в данной области техники без отступления от сути настоящего изобретения или объема прилагаемой формулы изобретения. Таким образом, другие аспекты описанного способа будут очевидны специалистам в данной области техники при рассмотрении представленного описания.
Если не оговорено особо, то когда интервал любого типа раскрыт или заявлен, например интервал расстояния или длины, процента или частоты, числа циклов или периодов времени, подразумевается, что раскрыто или заявлено отдельно каждое возможное число, которое такой интервал может разумно охватывать, включая любые частные интервалы, охватываемые им. Например, когда раскрыта или заявлена настройка по времени приблизительно от 0,1 до приблизительно 2 секунд, подразумевается, что раскрыто или заявлено отдельно каждое возможное число, которое такой интервал может охватывать, согласующееся с изобретением. То есть под сообщением, что временная настройка может находиться в интервале приблизительно от 0,1 до приблизительно 2 секунд, подразумевается, что временная настройка может составлять приблизительно 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 или 2,0 секунды, включая любые интервалы, частные интервалы или их комбинации между любыми раскрытыми значениями времени. Соответственно, заявитель сохраняет право сделать оговорку или исключить любые отдельные элементы любой такой группы, включая любые частные интервалы или комбинации частных интервалов в пределах группы, которые могут быть заявлены в соответствии с интервалом или любым аналогичным образом, если по какой-то причине заявитель решил заявить меньше, чем вся величина изобретения; например, чтобы принять во внимание ссылку, о которой заявитель не подозревал на момент подачи заявки на рассмотрение.
Все публикации и патенты, упомянутые в описании, включены в настоящее изобретение в качестве ссылки во всей их полноте с целью описания и раскрытия, например, конструкций и методологий, описанных в публикациях, которые могли быть использованы в сочетании с описанным в настоящее время способом и установкой. Публикации, обсуждаемые выше и по всему тексту, представлены только ввиду их открытия до даты направления настоящей заявки. В данном случае ничто не должно истолковываться как допущение того, что заявители не дают права датировать более ранним числом такое открытие на основании предшествующего изобретения. Если употребление или терминология в любой ссылке, которая включена в качестве ссылки, вступает в конфликт с употреблением или терминологией, используемыми в данном описании, употребление и терминология данного описания проверяются. Реферат описания представлен, чтобы удовлетворить требованиям 37 C.F.R. §1.72 и цели, указанной в 37 C.F.R. §1.72(b), «чтобы иметь возможность ведомству United States Patent and Trade Mark Office и, как правило, определенному кругу людей быстро определить из контроля по курсору природу и суть технического открытия». Реферат не подразумевает использование для толкования объема прилагаемой формулы изобретения или для ограничения объема предмета изобретения. Любое использование прошедшего времени для описания примера, иначе обозначенного как подразумеваемый или предсказанный, не предназначено, чтобы показать, что подразумеваемый или предсказанный пример действительно был проведен.
ПРИМЕРЫ
Пример 1-5
Последовательность операции разгрузки с использованием масштабированного отклика детектора и алгоритма
ИСП
ЦЕЛЕВОЙ
МИН
МАКС
ИСП
ЦЕЛЕВОЙ
ПИК
МИН
МИН
МАКС
МАКС
МИН
МАКС
Как показано на фиг.1, одноточечный радиоизотопный плотномер установлен в нижней части выходного отверстия резервуара (G-линия) приблизительно на 8-10 дюймов (2,44-25,4 см) от верха резервуара продукта. Система контроля установлена так, чтобы она находилась во взаимодействии с детектором и наполнительным клапаном резервуара продукта. Регулятор программируют с использованием следующих параметров: t, R, R, R, х и y, где t представляет собой период испытания и является достаточным временем, чтобы осуществить, по меньшей мере, один цикл разгрузки; R представляет собой рекомендуемое значение отклика детектора, которое в данном примере представляет собой пиковую плотность ρ; R представляет собой минимально допустимое значение отклика детектора или ρ; R представляет собой максимально допустимое значение отклика детектора или ρ; где ρ и ρ определяют «зону нечувствительности», в пределах которой настройки заданного времени обычно не будут проводиться; х представляет собой число секунд, чтобы уменьшить заданный период времени, в течение которого наполнительный клапан открыт; и y представляет собой число секунд, чтобы увеличить заданный период времени, в течение которого наполнительный клапан открыт. Пример 1 дает фактические параметры, которые использованы на практике, а примеры 2-5 представляют собой подразумеваемые примеры.
ИСП
СРД
Разгрузку проводят обычным способом за исключением того, что регулирование заданного периода времени при проведении, по меньшей мере, одного цикла разгрузки осуществляют в соответствии с алгоритмом управления, включающим следующие стадии. Используя t 1 час в течение периода испытания, рассчитывают средний отклик детектора, R, после каждого цикла разгрузки. После конечного цикла разгрузки периода испытания регулирование для заданного периода времени рассчитывают следующим образом:
СРД
МАКС
х
(А) если R≥R, уменьшение заданного периода времени на  секунд;
СРД
МИН
y
(В) если R≤R, увеличение заданного периода времени на  секунд; и
МИН
СРД
МАКС
(С) если R<R<R, настройку заданного периода времени не проводят.
ИСП
ЦЕЛЕВОЙ
МИН
МАКС
Процесс повторяют в течение дополнительных периодов испытания. Типичные или выбранные значения t, R, R, R, х и y представлены в таблице 1.
<u>Таблица 1</u>
Фактические и подразумеваемые примеры для примеров выгрузки продукта с использованием масштабированного отклика детектора и алгоритма
Пример
t<sub>ИСП</sub>,
R<sub>ЦЕЛЕВОЙ</sub>,ρ<sub>ПИК</sub>
R<sub>МИН</sub>,ρ<sub>МИН</sub>
R<sub>МАКС</sub>,ρ<sub>МАКС</sub>
х(сек)
Y(сек)
1
1 час
0,5
0,3
0,7
1
0,5
2 (подраз.)
0,5 часа
0,60
0,45
0,75
0,7
0,5
3 (подраз.)
1 час
1,0
1,1
0,9
0,5
0,2 в течение первых 0,5 часа, затем 0,4
4 (подраз.)
0,25 часа в течение 1 часа, затем 1 час
0,5
0,4
0,6
0,5
0,5
5 (подраз.)
0,5 часа в течение 1 часа, затем 0,75 час
0,5
0,3
0,7
0,4
0,2 в течение первого 1 часа, затем 0,4
Пример 6
Подразумеваемый пример последовательности операции разгрузки с использованием алгоритма с бинарным откликом
Как обсуждалось выше, стратегия алгоритма с бинарным откликом может быть применена с использованием детектора с масштабированным или пропорциональным откликом, в котором в алгоритм поступает только бинарный «да-нет» отклик.
Как показано на фиг.1, одноточечный радиоизотопный плотномер мог бы быть установлен в нижней части выходного отверстия резервуара (G-линия) приблизительно на 8-10 дюймов (24,4-25,4 см) от верха резервуара продукта. Система управления, содержащая логическую схему, которая считает число раз в данный период времени (например, 1 час), когда смола заполняет резервуар продукта достаточно высоко, чтобы достичь радиоизотопного плотномера и дать пиковую плотность, могла бы быть установлена так, чтобы использовать ее во взаимодействии с детектором и наполнительным клапаном резервуара продукта. То есть, даже если пропорциональный отклик может быть получен от радиоизотопного плотномера, мог бы быть использован только бинарный отклик, что твердый материал смолы обнаруживается или не обнаруживается на уровне детектора, регулятор мог бы быть запрограммирован так, что если плотномер обнаруживает смолу в α% всех выгрузок смолы в течение предыдущего периода времени, где обычно интервал составляет 1<α<90, то регулятор уменьшал бы время открывания наполнительного клапана на временной интервал β секунд, где обычно интервал составляет 0,1<β<2,0 сек. Уменьшение времени заполнения обеспечивает меньшее время для заполнения резервуара и меньший средний пиковый уровень резервуара. Система управления также могла бы быть запрограммирована так, что если плотномер не обнаруживает продукта в γ% всех выгрузок смолы в течение предыдущего периода времени, где обычно интервал составляет 1<γ<90 и период времени составляет 1 час, то регулятор увеличивал бы степень заполнения резервуара за счет увеличения времени открывания наполнительного клапана на δ секунд, где обычно интервал составляет 0,1<δ<2,0 сек.
В другом аспекте параметры β и δ, которые являются параметрами времени в операциях, описанных выше, могут быть функцией (например, пропорциональной) ошибки от рекомендуемого уровня заполнения.