التحكم في تركيز الإيثيلين في تصنيع المطاط
المطاط الصناعي هو مادة مطاطية مصنعة من مشتقات البترول. يُستخدم بكثرة في قطاعات مثل صناعة السيارات، كالإطارات والأبواب والنوافذ. تتضمن عملية استخلاص المونومرات الخام تكرير هذه المشتقات النفطية - من خلال عمليات مثل تكسير النفتا والتقطير - لتنقية المونومرات المستهدفة، إذ أن الشوائب تعيق تفاعل البلمرة اللاحق. تتميز المونومرات النقية الناتجة عادةً بنقاوة 99.5% أو أعلى، مما يمهد الطريق لتصنيع المطاط.
تُعدّ عملية البلمرة الخطوة الأساسية في الإنتاج: حيث تُخلط المونومرات النقية مع المُحفزات وتُوزّع إما في الماء أو تُذاب في مذيبات عضوية. تُحوّل هذه العملية جزيئات المونومر الصغيرة إلى سلاسل بوليمرية طويلة، مُنتجةً مطاطًا خامًا بنسبة هيدروكربونية تتراوح بين 80 و90%. وتُعدّ عملية الفلكنة خطوةً لاحقةً بالغة الأهمية، حيث يُضاف الكبريت أو البيروكسيدات ويُسخّن المزيج لتكوين روابط متقاطعة بين سلاسل البوليمر، إذ يكون المطاط غير المُفلكن لينًا ولزجًا للغاية بحيث لا يُمكن استخدامه. يتميز المطاط المُفلكن في البداية بنقاء بوليمري يتراوح بين 95 و98%، ولكن يتطلب الأمر مزيدًا من التنقية للتطبيقات عالية الأداء.
صعوبة في قياس تركيز الإيثيلين
في عملية تصنيع المطاط، وخاصة بالنسبة لمونومر الإيثيلين-بروبيلين-ديين (EPDM) أو مطاط الإيثيلين-بروبيلين (EPR/EPM)، يعد القياس الدقيق لتركيز الإيثيلين أمرًا بالغ الأهمية للتحكم في حركية البلمرة، وضمان خصائص البوليمر المتسقة وتقليل النفايات.
نظرة عامة على عملية تصنيع المطاط
تتضمن عملية تصنيع المطاط لـ EPDM/EPR عادةً ما يلي:
توصيل المواد الخاميتم تغذية الإيثيلين والبروبيلين (والدايين لـ EPDM) كغازات في مفاعل، وغالبًا ما يتم إذابتها في مذيب أو الحفاظ عليها في طوري الغاز والسائل.
مفاعل البلمرة: مفاعل CSTR أو مفاعل حلقي حيث تتفاعل المونومرات مع المحفزات عند درجة حرارة 30-90 درجة مئوية وضغط 10-30 بار، مما يؤدي إلى تكوين سلاسل بوليمرية.
استخلاص المذيبات/المونومر: يتم تجريد المونومرات غير المتفاعلة أو إعادة تدويرها أو التخلص منها، وغالبًا ما يتم ذلك عن طريق إزالة المواد المتطايرة أو أسطوانات الوميض.
التشطيبيتم فصل البوليمر وغسله وبثقه، مع إجراء فحوصات الجودة للكثافة ولزوجة موني.
يُعد الإيثيلين مونومرًا أساسيًا في صناعة المطاط، وهو مادة خام رئيسية في صناعة البتروكيماويات. ويؤثر تركيز هذا المونومر داخل وعاء التفاعل بشكل مباشر على حركية البلمرة، وبالتالي على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للبوليمر النهائي، مثل الوزن الجزيئي ودرجة الانصهار. وعندما لا يتم التحكم بدقة في تركيز الإيثيلين، قد يُظهر البوليمر الناتج تشتتًا غير مُتحكم فيه في الوزن الجزيئي، مما يؤدي إلى توزيع أوسع للأوزان الجزيئية وجودة غير متناسقة للمنتج النهائي. فعلى سبيل المثال، توجد علاقة خطية بين زيادة ضغط الإيثيلين ومحتواه في البوليمرات المشتركة المُنتجة، وهو ما يؤثر بدوره على درجة انصهارها.
يُؤثر هذا التباين في جودة المنتج تأثيرًا ماليًا مباشرًا وملموسًا. ولضمان استيفاء كل دفعة مُصنّعة للحد الأدنى من مواصفات الجودة، غالبًا ما يلجأ المشغلون إلى أسلوب يُعرف باسم "التنازل عن الجودة". يتضمن هذا الأسلوب إنتاج منتج بخصائص جودة تتجاوز المواصفات المطلوبة عمدًا، ما يُعدّ في الواقع هندسةً مُفرطةً للعملية لتعويض تباين القياس والتحكم. هذه الممارسة، مع أنها تضمن قبول المنتج، تؤدي مباشرةً إلى زيادة استهلاك المواد الخام، وارتفاع استهلاك الطاقة، وإطالة أوقات دورة الإنتاج، وكل ذلك يُترجم إلى تكاليف تشغيلية كبيرة وانخفاض هوامش الربح. لا يكمن جوهر هذه المشكلة في خلل في العملية الكيميائية نفسها، بل في قصور في حلقة القياس والتحكم في الوقت الفعلي التي تُديرها، ما يؤدي إلى نمط تشغيل تفاعلي بدلًا من نمط استباقي.
تحدث إلى خبيرنا لتقييم متطلبات عملياتك.
محلول قياس تركيز اللون المستمر
لا تتناسب أساليب التحليل التقليدية المخبرية غير المتصلة بالإنترنت مع المتطلبات الديناميكية والمستمرة لخطوط الإنتاج الحديثة. فهي غالبًا ما تتسبب في تأخير التحليل وتكرار القياسات التي تتطلب جهدًا بشريًا كبيرًا. بعبارة أخرى، البيانات التي يتلقاها المشغلون هي مجرد لقطة للعملية من دقائق أو حتى ساعات. يؤدي نقص المعلومات إلى انحرافات في الجودة بعد حدوثها، وربما بعد تلف دفعة كاملة، مما يؤدي إلى خسائر مكلفة وإعادة العمل.
قام لونميتر بتصميمتركيز مستشعر الإيثيلينلتحقيق قياس دقيق للتركيز في الوقت الفعلي ضمن عملية كيميائية مستمرة، يعمل هذا الجهاز بكفاءة حتى في البيئات سريعة التغير. يُعد مقياس تركيز الإيثيلين المتصل بالإنترنت أداة صناعية مصممة لتلبية متطلبات القياس الدقيق للعمليات الكيميائية. يعتمد الجهاز على تقنيات استشعار متطورة، حيث يستخدم مصدر إشارة صوتية لتحفيز شوكة رنانة معدنية، مما يؤدي إلى اهتزازها بترددها الرنيني الطبيعي. والجدير بالذكر أن هذا التردد الرنيني يرتبط ارتباطًا مباشرًا بكثافة السائل الذي تلامسه الشوكة الرنانة. بعد ذلك، يمكن تحديد كثافة السائل من خلال تحليل التردد، مع تطبيق تعويض درجة الحرارة لمواجهة أي انحراف حراري داخل النظام، مما يضمن دقة القياس.
هيكل الشوكة الرنانة
مواقع التركيب في عملية تصنيع المطاط
-
خط تغذية المونومرضع المستشعر في خط أنابيب تغذية الإيثيلين بعد الضاغط لضمان النقاء وضبط الجرعات.
مدخل المفاعل: قم بالتركيب عند نقطة خلط المونومر والمذيب مع الهكسان/البروبيلين للتحكم في الإيثيلين المذاب.
داخل المفاعل: ضعها داخل مفاعل الخلط المستمر بالقرب من المحرك للتحكم في عملية البلمرة في الوقت الحقيقي.
خط إعادة التدوير: قم بتحديد موقعها عند مخرج خزان التبخير لتحسين استخلاص الإيثيلين غير المتفاعل.
خط التهوية: يتم تركيبه في خط التطهير/التهوية لمراقبة الانبعاثات وضمان السلامة.
تعرف على المزيد حول منتجاتنا
المزايا التي يوفرها مقياس تركيز الإيثيلين المدمج
●تضمن المراقبة في الوقت الفعلي التحكم الدقيق في الإيثيلين، مما يحسن جودة البوليمر ويقلل من رفض الدفعات.
●يمنع الإفراط في الجرعات، مما يوفر الإيثيلين.
●يعمل على تحسين استعادة المونومر في خطوط إعادة التدوير.
●يكشف عن الحالات الشاذة لأغراض الصيانة التنبؤية.
●لا يحتاج إلى صيانة كبيرة.
