Король пластмасс, часть-1

Речь пойдет о полиэтилене.  Думается, сегодня, все знают этот пластик. Он нашел широкое применение   в технике, в строительстве, в сельском хозяйстве и во многих других отраслях производства. В быту он тоже широко распространен. Не случайно его называют «Королем пластмасс» - нет ему равных по применению среди других пластиков.
   Полиэтилен – это продукт полимеризации  молекул этилена, С2Н4 . Соединяясь  в длинные цепочки, молекулы этилена превращают газ в твердое вещество, из которого можно изготавливать самые разные вещи. Увы, заставить молекулы этилена соединяться не так-то просто. Химики только в  30-х годах прошлого.века нашли способ полимеризации этилена при очень высоком давлении. А промышленное производство этого пластика началось в после военное время.   
    Автору настоящего текста довелось много лет работать над проблемами автоматизации производств полиэтилена и участвовать в разработке и строительстве крупнотоннажных  производств. Это были интересные и трудные  дела, О них он .и имеет честь рассказать.
     Начнем издалека, потому что предыстория всегда имеет прямое отношение к самой истории.
 
С т р о п т и в ы й  п р о ц е с с   
  1958 год. О, боже, как же давно это было, но было. На лабораторию, которой я руководил, совершенно неожиданно свалилась задача  автоматизировать опытную полиэтиленовую установки на Охтенском химкомбинате в Ленинграде. Небольшой группой мы приехали в город на Неве и вот идем по химкомбинату в сопровождении местного работника, он  рассказывает про установку, которую нам предстояло автоматизировать.
        - Процесс полимеризации этилена,- говорит наш гид,- происходит в реакторе при давлении 1500 атм. Ого-го! Это нас крайне удивило, хотя с высоким давлением мы уже работали, до этого  автоматизировали производство аммиака, там давление было 300 атм.- тоже немало, а здесь в пять раз больше. Трудно будет автоматизировать такое производство.
       – Да, - подтверждает наш гид, – трудности большие, но высокое давление – это не единственная особенность процесса. Реактор полимеризации имеет очень вздорный характер, поэтому он помещен в бетонную камеру. Чуть что,  ректор  проявляет себя взрывной эмоцией, Температура резко повышается и вместо реакции полимеризации происходит разложения этилена на углерод (сажу) и водород,  давление в реакторе возрастает многократно, а там и без того 1500 атмосфер и срабатывает предохранитель, и содержимое реактора выбрасывается в атмосферу.
      Тут рассказ нашего проводника прервал сильный хлопок, похожий на выстрел пушки, и мы увидели, как в небо рванул огромный клуб дыма,  над нами образовалось темное облако и нас накрыл черный сухой дождь. Мы отряхиваемся от сажи, а сопровождавший  поясняет:- это как раз проявление того характера реактора, о котором он говорил. Оказалось, мы уже подошли к цеху, где и расположена эта коварная установка. Она таким образом «приветствовала» наше появление. Потом мы узнали, что таких «приветствий» в прошлом  году было 197.  Установка не столько работала, сколько стреляла в воздух. Каждый раз производство останавливалось и требовалась непростая процедура нового пуска процесса. Работа  оператора, который управлял ходом процесса в реакторе, была очень напряженной. Поэтому каждый час его сменял напарник.
 
А в т о м а т и з а ц и я  п р о ц е с с а
      Главным агрегатом установки  является трубчатый реактор – это длинный (несколько десятков метров) змеевик с рубашкой для отвода тепла. К нему было приковано наше особое внимание, от его характера зависела работа всей установки. По рассказам операторов мы пытались составить общую картину поведения реактора. По записям приборов мы определяли динамические характеристики процесса, необходимые для расчетов настроек регуляторов. Постепенно мы становились знатоками процесса.
       Конечно, мы не ограничивались разговорами с обслуживающим персоналом. Мы лезли в химию (в учебники,  монографии и журналы) с целью глубже понять, что такое полимеризация этилена и найти подходы к математическому описанию процесса. В наших мечтах уже тогда созревали романтические планы автоматизации производства с помощью моделей и вычислительных машин – термина «компьютер» тогда еще не было, да и вообще вычислительных средств, пригодных для промышленной автоматизации не существовало, а вот мечты и планы уже были. Такие мечты подогревала  кибернетика, которая в то время входила в моду.
       Увы, много сил у нас уходило на поиски необходимых датчиков и исполнительных органов и других средств автоматизации. Найти их не удавалось, потому что других производств, работающих на столь высоком давлении, в промышленности не было  И никто не не изготавливал такие средства. Приходилось заказывать их разработку и изготовление специализированным фирмам.         
       По нашим схемам  монтировались новые приборы и регуляторы. Мы их отлаживали  вместе с техническим персоналом цеха и включали в работу. В итоге строптивый процесс был автоматизирован. Эффект оказался весьма заметным. Экстремальные ситуации были исключены, процесс стал протекать спокойно. Резко увеличилась производительность установки. Труд оператора стал намного легче. А мы продолжали изучать процесс с целью его оптимизации.

Р о м а н т и к а  и д е й.   
 Мы продолжали мотаться по командировкам между Москвой и Ленинградом. И каждый раз, возвращаясь в Москву,  привозили новые идеи по совершенствованию системы автоматизации. Здесь в «домашних» условиях их  разрабатывали до технических деталей и изготовления новых устройств  Возвращаясь на Охту, доводили идеи до внедрения. Вот некоторые из этих идей
        «Эпюроскоп» - прибор, представлявший оператору картину температурного профиля  по длине реактора. Раньше оператор получал температурную информацию по нескольким самопишущим приборам, и оценить общую температурную картину процесса было не просто, да оператор не мог в этом разбираться, А теперь он оценивал температурную картину мгновенным взглядом на экран эпюроскопа. и принимал меры, как надо скорректировать настройки системы автоматизации.
         «Главный регулятор» - электронное  устройство, заменившее ранее использованный пневматический регулятор. Новый  регулятор выполнял не только стабилизацию давления, но и ряд дополнительных функций, главной  из которых - создание в реакторе пульсирующего режима  давления, который совершенно исключил возможность возникновения аварийных ситуаций, подобных тому, который встретил нас в первый день нашего приезда.

М а т е м а т и ч е с к а я   м о д е л ь
   Нас заинтересовала проблема качества получаемого полимера. Этот показатель оставался неуправляемым, потому что не было возможности его контролировать,  Сделать такой датчик не представлялось возможным в силу очень высокого давления. Тогда у нас родилась идея разработать математическую модель, которая позволяла бы  вычислять такой важный параметр по косвенным показателям. И модель была разработана.
        Было немало и других идей по управлению процессом, которые при ручном режиме и голову-то не могли придти, а теперь возникали одна за другой.

П у б л и к а ц и и  р е з у л ь т а т о в
  В науке принято публиковать новые результаты исследований, разработок и внедрений. Мы  активно начали готовить публикации. В первой статье изложили материал по математической модели и отправили это  в журнал «Химическая промышленность». Ждем, выйдет или не выйдет наша статья?
         Звонок из редакции. Главный редактор журнала «Химпром» приглашает меня приехать для разговора с рецензентом нашей статьи. Приезжаю. Рецензентом  оказался М.Г.Слинько. Он сразу начал критиковать  статью с пылом и жаром, ему не понравился использованный нами статистический подход к генерации модели. Я сначала оторопел от такой атаки, а потом стал защищаться с не меньшими эмоциями.
      Главред терпеливо слушал наши пререкания, но вдруг остановил дискуссию, заявив:
     - Мы будем публиковать статью. А Вам, Михаил Гаврилович, предлагаю представить свои претензии письменно и мы их тоже опубликуем вместе со статьей.
      Через пару месяцев статья с критическими замечаниями  была опубликована.
      Далее произошло нечто  совершенно неожиданное. Секретарь журнала сообщила мне, что на статью пришел отзыв из Федеративной республики Германии. Читаю письмо известного  химика, мирового  авторитета по полиэтилену профессора  К. Шонемана, знакомого мне по публикациям. Профессор положительно оценивает статью и просит ответить на некоторые, возникшие у него вопросы. Я составил ответы, и уже собрался отправлять письмо, но тут меня осенило, что надо бы посоветоваться с директором института. Все-таки осуществлять международные отношения без ведома директора – это не прилично. Директор, познакомившись с представленными мной документами, поздравил с  удачной публикацией, и посоветовал мне не отправлять самому письмо, а отвезти его в Министерство и просить Управление внешних сношений отправить  мой ответ профессору. Я так и сделал.
       Проходит некоторое время и опять звонок по  поводу письма из ФРГ, На этот раз из Президиума Академии наук СССР.  Академик  Рохлин (могу ошибиться с фамилией – давно это было) спрашивает:
         - Почему вы не отвечаете на вопросы профессора Шенемана? Он Обратился к нам за помощью.
        Объясняю академику, как я поступил.  Думал, что вопрос закрыт, значит, я ошибся. Мой ответ немецкому профессору министерство положило под сукно – от греха подальше.  Академик в ответ выдавил из себя только многозначное «Да-а!». Но история с той статьей на этом не закончилась Она перешла в другое русло, точнее – в другой этап работы, существенно более масштабный и ответственный. .
Продолжение следует.
       =========================