Control de la concentració d'etilè en la síntesi de cautxú
El cautxú sintètic és un elastòmer artificial produït a partir de subproductes del petroli. Sovint s'utilitza per a aplicacions com ara els sectors de l'automoció: pneumàtics, portes i finestres. L'extracció de monòmers en brut implica el refinament d'aquestes fraccions de petroli, mitjançant processos com el craqueig i la destil·lació de nafta, per purificar els monòmers objectiu, ja que els contaminants interromprien la reacció de polimerització posterior. Els monòmers purificats resultants solen tenir una puresa del 99,5% o superior, cosa que estableix les bases per a la síntesi de cautxú.
El pas principal de producció és la polimerització: els monòmers purificats es barregen amb iniciadors i es dispersen en aigua o es dissolen en dissolvents orgànics. Aquest procés converteix petites molècules de monòmers en llargues cadenes de polímer, donant lloc a cautxú cru amb un contingut d'hidrocarburs de cautxú del 80-90%. Un pas posterior crític és la vulcanització, on s'afegeix sofre o peròxids i s'escalfen per formar enllaços creuats entre les cadenes de polímer; el cautxú no vulcanitzat és massa tou i enganxós per ser útil. El cautxú vulcanitzat té inicialment una puresa de polímer del 95-98%, però per a aplicacions d'alt rendiment, cal una purificació addicional.
Dificultat en la mesura de la concentració d'etilè
En la síntesi de cautxú, particularment per al monòmer d'etilè-propilè-diè (EPDM) o el cautxú d'etilè-propilè (EPR/EPM), la mesura precisa de la concentració d'etilè és fonamental per controlar la cinètica de polimerització, garantir propietats del polímer consistents i minimitzar els residus.
Visió general del procés de síntesi del cautxú
La síntesi de cautxú per a EPDM/EPR normalment implica:
Lliurament de matèries primeresL'etilè i el propilè (i el diè per a l'EPDM) s'alimenten com a gasos a un reactor, sovint dissolts en un dissolvent o mantinguts en fases gas/líquid.
Reactor de polimeritzacióUn reactor CSTR o de bucle on els monòmers reaccionen amb catalitzadors a 30-90 °C i 10-30 bar, formant cadenes de polímer.
Recuperació de dissolvents/monòmersEls monòmers que no han reaccionat es descarten, es reciclen o es purguen, sovint mitjançant desvolatilització o tambors flash.
AcabatEl polímer es separa, es renta i s'extrudeix, amb controls de qualitat de densitat i viscositat Mooney.
L'etilè serveix com a monòmer crític en la síntesi del cautxú, una matèria primera clau en la indústria petroquímica. La concentració d'aquest monòmer dins del recipient de reacció dicta directament la cinètica de la polimerització i, en conseqüència, les propietats físiques i químiques del polímer final, com ara el pes molecular i la temperatura de fusió. Quan la concentració d'etilè no es controla amb precisió, el polímer resultant pot presentar una polidispersió incontrolada, cosa que porta a una distribució més àmplia dels pesos moleculars i a una qualitat inconsistent del producte final. Per exemple, existeix una relació lineal entre l'augment de la pressió d'etilè i el contingut d'etilè en els copolímers produïts, que al seu torn afecta la seva temperatura de fusió.
Aquesta variabilitat en la qualitat del producte té un impacte financer directe i tangible. Per garantir que cada lot fabricat compleixi les especificacions mínimes de qualitat, els operadors sovint practiquen un mètode conegut com a "rebut de qualitat". Això implica produir intencionadament un producte amb característiques de qualitat que superen les especificacions requerides, en efecte sobreenginyant el procés per compensar la variabilitat de mesura i control. Aquesta pràctica, tot i garantir l'acceptació del producte, condueix directament a un augment del consum de matèries primeres, un major ús d'energia i temps de cicle prolongats, tot això es tradueix en costos operatius significatius i marges de benefici disminuïts. El nucli d'aquest problema no és un defecte en el procés químic en si, sinó un dèficit en el bucle de mesura i control en temps real que el governa, cosa que porta a un mode d'operació reactiu en lloc de proactiu.
Parli amb el nostre expert per avaluar les seves necessitats operatives.
Solució de mesura contínua de concentració amb Lonnmeter
L'anàlisi tradicional basada en laboratori fora de línia no és adequada per a les demandes dinàmiques i contínues d'una línia de producció moderna. Sovint provoquen retards en l'anàlisi i mesures repetides que requereixen molta mà d'obra. En altres paraules, les dades que reben els operadors són una instantània del procés en qüestió de minuts o fins i tot hores. El dèficit d'informació provoca desviacions de qualitat després que ja s'hagin produït i potencialment després que tot un lot s'hagi vist compromès, cosa que comporta malbaratament i reelaboració costoses.
Lonnmeter ha dissenyatconcentració del sensor d'etilèper aconseguir una mesura precisa de la concentració en temps real en un procés químic continu. Funciona bé fins i tot en un entorn que canvia ràpidament; el mesurador de concentració d'etilè en línia és un instrument de grau industrial dissenyat per abordar els requisits de mesura precisa dels processos químics. Utilitza tecnologies de detecció avançades: una font de senyal acústic per excitar un diapasó metàl·lic, fent que el diapasó vibri a la seva freqüència de ressonància natural. Cal destacar que aquesta freqüència de ressonància presenta una correlació directa amb la densitat del líquid amb què entra en contacte el diapasó. Posteriorment, la densitat del líquid es pot determinar mitjançant l'anàlisi de freqüència, amb la compensació de temperatura implementada per contrarestar la deriva de temperatura dins del sistema, garantint la precisió de la mesura.
Estructura del diapasó
Col·locacions d'instal·lació en el procés de síntesi de cautxú
-
Línia d'alimentació de monòmersCol·loqueu el sensor al postcompressor de la canonada d'alimentació d'etilè per garantir la puresa i ajustar la dosificació.
Entrada del reactorInstal·lar al punt de barreja de monòmer i dissolvent amb hexà/propilè per controlar l'etilè dissolt.
En reactorPosició dins del CSTR a prop de l'agitador per al control de la polimerització en temps real.
Línia de reciclatge: Ubiqueu-ho a la sortida del tambor flash per optimitzar la recuperació d'etilè no reaccionat.
Línia de ventilació: Muntar a la línia de purga/ventilació per controlar les emissions i garantir la seguretat.
Més informació sobre els nostres productes
Avantatges que ofereix el mesurador de concentració d'etilè en línia
●El monitoratge en temps real garanteix un control precís de l'etilè, millorant la qualitat del polímer i reduint els rebutjos per lots.
●Elimina la sobredosi, estalviant etilè.
●Optimitza la recuperació de monòmers en línies de reciclatge.
●Detecta anomalies per al manteniment predictiu.
●Baix manteniment.
