Έλεγχος συγκέντρωσης αιθυλενίου στη σύνθεση καουτσούκ
Το συνθετικό καουτσούκ είναι ένα τεχνητό ελαστομερές που παράγεται από υποπροϊόντα πετρελαίου. Χρησιμοποιείται συχνά σε εφαρμογές όπως ο αυτοκινητοβιομηχανικός τομέας -- ελαστικά, πόρτες και παράθυρα. Η εκχύλιση ακατέργαστων μονομερών περιλαμβάνει τον καθαρισμό αυτών των κλασμάτων πετρελαίου —μέσω διεργασιών όπως η πυρόλυση και η απόσταξη νάφθας— για τον καθαρισμό των στοχευόμενων μονομερών, καθώς οι ρύποι θα διατάρασσαν την επακόλουθη αντίδραση πολυμερισμού. Τα προκύπτοντα καθαρισμένα μονομερή έχουν συνήθως καθαρότητα 99,5% ή υψηλότερη, θέτοντας τα θεμέλια για τη σύνθεση καουτσούκ.
Το βασικό στάδιο παραγωγής είναι ο πολυμερισμός: τα καθαρισμένα μονομερή αναμειγνύονται με εκκινητές και είτε διασπείρονται σε νερό είτε διαλύονται σε οργανικούς διαλύτες. Αυτή η διαδικασία μετατρέπει μικρά μόρια μονομερών σε μακριές αλυσίδες πολυμερών, αποδίδοντας ακατέργαστο καουτσούκ με περιεκτικότητα σε υδρογονάνθρακες καουτσούκ 80-90%. Ένα κρίσιμο βήμα παρακολούθησης είναι ο βουλκανισμός, όπου προστίθενται θείο ή υπεροξείδια και θερμαίνονται για να σχηματίσουν διασυνδέσεις μεταξύ των αλυσίδων πολυμερών - το μη βουλκανισμένο καουτσούκ είναι πολύ μαλακό και κολλώδες για να είναι χρήσιμο. Το βουλκανισμένο καουτσούκ έχει αρχικά καθαρότητα πολυμερούς 95-98%, αλλά για εφαρμογές υψηλής απόδοσης απαιτείται περαιτέρω καθαρισμός.
Δυσκολία στη μέτρηση της συγκέντρωσης αιθυλενίου
Στη σύνθεση καουτσούκ, ιδιαίτερα για το μονομερές αιθυλενίου-προπυλενίου-διενίου (EPDM) ή το καουτσούκ αιθυλενίου-προπυλενίου (EPR/EPM), η ακριβής μέτρηση της συγκέντρωσης αιθυλενίου είναι κρίσιμη για τον έλεγχο της κινητικής του πολυμερισμού, τη διασφάλιση σταθερών ιδιοτήτων του πολυμερούς και την ελαχιστοποίηση των αποβλήτων.
Επισκόπηση της διαδικασίας σύνθεσης καουτσούκ
Η σύνθεση καουτσούκ για EPDM/EPR συνήθως περιλαμβάνει:
Παράδοση πρώτης ύληςΤο αιθυλένιο και το προπυλένιο (και το διένιο για το EPDM) τροφοδοτούνται ως αέρια σε έναν αντιδραστήρα, συχνά διαλυμένα σε διαλύτη ή διατηρούμενα σε αέρια/υγρή φάση.
Αντιδραστήρας πολυμερισμούΈνας αντιδραστήρας CSTR ή βρόχου όπου τα μονομερή αντιδρούν με καταλύτες στους 30-90°C και στα 10-30 bar, σχηματίζοντας πολυμερικές αλυσίδες.
Ανάκτηση Διαλύτη/ΜονομερούςΤα μη αντιδράσαντα μονομερή απογυμνώνονται, ανακυκλώνονται ή καθαρίζονται, συχνά μέσω αποπτητικοποίησης ή τύμπανων flash.
ΦινίρισμαΤο πολυμερές διαχωρίζεται, πλένεται και εξωθείται, με ποιοτικούς ελέγχους για την πυκνότητα και το ιξώδες Mooney.
Το αιθυλένιο χρησιμεύει ως κρίσιμο μονομερές στη σύνθεση καουτσούκ, μια βασική πρώτη ύλη στη πετροχημική βιομηχανία. Η συγκέντρωση αυτού του μονομερούς μέσα στο δοχείο αντίδρασης υπαγορεύει άμεσα την κινητική του πολυμερισμού και, κατά συνέπεια, τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του τελικού πολυμερούς, όπως το μοριακό βάρος και τη θερμοκρασία τήξης. Όταν η συγκέντρωση αιθυλενίου δεν ελέγχεται με ακρίβεια, το προκύπτον πολυμερές μπορεί να εμφανίσει ανεξέλεγκτη πολυδιασπορά, οδηγώντας σε ευρύτερη κατανομή μοριακών βαρών και ασυνεπή ποιότητα τελικού προϊόντος. Για παράδειγμα, υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ της αυξανόμενης πίεσης αιθυλενίου και της περιεκτικότητας σε αιθυλένιο στα παραγόμενα συμπολυμερή, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει τη θερμοκρασία τήξης τους.
Αυτή η μεταβλητότητα στην ποιότητα του προϊόντος έχει άμεσο και απτό οικονομικό αντίκτυπο. Για να διασφαλιστεί ότι κάθε κατασκευασμένη παρτίδα πληροί τις ελάχιστες προδιαγραφές ποιότητας, οι φορείς εκμετάλλευσης συχνά εφαρμόζουν μια μέθοδο γνωστή ως «ποιοτική απονομή». Αυτή περιλαμβάνει την σκόπιμη παραγωγή ενός προϊόντος με ποιοτικά χαρακτηριστικά που υπερβαίνουν τις απαιτούμενες προδιαγραφές, στην πραγματικότητα υπερβάλλοντας στη διαδικασία για να αντισταθμιστεί η μεταβλητότητα των μετρήσεων και του ελέγχου. Αυτή η πρακτική, ενώ διασφαλίζει την αποδοχή του προϊόντος, οδηγεί άμεσα σε αυξημένη κατανάλωση πρώτων υλών, υψηλότερη χρήση ενέργειας και παρατεταμένους χρόνους κύκλου, τα οποία μεταφράζονται σε σημαντικό λειτουργικό κόστος και μειωμένα περιθώρια κέρδους. Ο πυρήνας αυτού του προβλήματος δεν είναι ένα ελάττωμα στην ίδια τη χημική διαδικασία, αλλά ένα έλλειμμα στον βρόχο μέτρησης και ελέγχου σε πραγματικό χρόνο που τη διέπει, οδηγώντας σε έναν αντιδραστικό και όχι προληπτικό τρόπο λειτουργίας.
Συζητήστε με τον ειδικό μας για να αξιολογήσετε τις λειτουργικές σας απαιτήσεις.
Λύση συνεχούς μέτρησης συγκέντρωσης Lonnmeter
Η παραδοσιακή ανάλυση που βασίζεται σε εργαστήριο εκτός σύνδεσης δεν είναι κατάλληλη για τις δυναμικές, συνεχείς απαιτήσεις μιας σύγχρονης γραμμής παραγωγής. Συχνά προκαλούν καθυστέρηση στην ανάλυση και επαναλαμβανόμενες μετρήσεις που απαιτούν μεγάλη εργασία. Με άλλα λόγια, τα δεδομένα που λαμβάνουν οι χειριστές είναι ένα στιγμιότυπο της διαδικασίας από λεπτά ή και ώρες. Το έλλειμμα πληροφοριών προκαλεί αποκλίσεις στην ποιότητα αφού έχουν ήδη συμβεί και ενδεχομένως αφού μια ολόκληρη παρτίδα έχει παραβιαστεί, οδηγώντας σε δαπανηρή σπατάλη και επανεπεξεργασία.
Η Lonnmeter έχει σχεδιάσεισυγκέντρωση αισθητήρα αιθυλενίουγια την πραγματοποίηση ακριβούς μέτρησης συγκέντρωσης σε πραγματικό χρόνο σε μια συνεχή χημική διαδικασία. Λειτουργεί καλά ακόμη και σε ένα ταχέως μεταβαλλόμενο περιβάλλον. Ο διαδικτυακός μετρητής συγκέντρωσης αιθυλενίου είναι ένα όργανο βιομηχανικής ποιότητας που έχει σχεδιαστεί για να καλύπτει τις ακριβείς απαιτήσεις μέτρησης των χημικών διεργασιών. Χρησιμοποιεί προηγμένες τεχνολογίες ανίχνευσης -- μια πηγή ακουστικού σήματος για να διεγείρει ένα μεταλλικό διαπασών, προκαλώντας τη δόνηση του διαπασών στη φυσική του συχνότητα συντονισμού. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η συχνότητα συντονισμού παρουσιάζει άμεση συσχέτιση με την πυκνότητα του υγρού με το οποίο έρχεται σε επαφή το διαπασών. Στη συνέχεια, η πυκνότητα του υγρού μπορεί να προσδιοριστεί μέσω ανάλυσης συχνότητας — με εφαρμογή αντιστάθμισης θερμοκρασίας για την εξουδετέρωση της μετατόπισης θερμοκρασίας εντός του συστήματος, εξασφαλίζοντας την ακρίβεια της μέτρησης.
Δομή διαπασών
Τοποθετήσεις εγκατάστασης στη διαδικασία σύνθεσης καουτσούκ
-
Γραμμή τροφοδοσίας μονομερούςΤοποθετήστε τον αισθητήρα στον μετα-συμπιεστή του αγωγού τροφοδοσίας αιθυλενίου για να διασφαλίσετε την καθαρότητα και να ρυθμίσετε τη δοσολογία.
Είσοδος αντιδραστήραΕγκαταστήστε στο σημείο ανάμειξης μονομερούς-διαλύτη με εξάνιο/προπυλένιο για τον έλεγχο του διαλυμένου αιθυλενίου.
Εντός αντιδραστήραΤοποθετήστε το μέσα στο CSTR κοντά στον αναδευτήρα για έλεγχο πολυμερισμού σε πραγματικό χρόνο.
Γραμμή ΑνακύκλωσηςΕντοπίστε το στην έξοδο του τυμπάνου φλας για βελτιστοποίηση της ανάκτησης του μη αντιδράσαντος αιθυλενίου.
Γραμμή εξαερισμού: Τοποθετήστε στη γραμμή καθαρισμού/εξαερισμού για την παρακολούθηση των εκπομπών και τη διασφάλιση της ασφάλειας.
Μάθετε περισσότερα για τα προϊόντα μας
Πλεονεκτήματα που προσφέρει ο ενσωματωμένος μετρητής συγκέντρωσης αιθυλενίου
●Η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο διασφαλίζει τον ακριβή έλεγχο του αιθυλενίου, βελτιώνοντας την ποιότητα του πολυμερούς και μειώνοντας τις απορρίψεις παρτίδων.
●Εξαλείφει την υπερβολική δόση, εξοικονομώντας αιθυλένιο.
●Βελτιστοποιεί την ανάκτηση μονομερών σε γραμμές ανακύκλωσης.
●Εντοπίζει ανωμαλίες για προγνωστική συντήρηση.
●Χαμηλή συντήρηση.
