Etüleeni kontsentratsiooni kontroll kummi sünteesis

Sünteetiline kautšuk on tehislik elastomeer, mida toodetakse nafta kõrvalsaadustest. Seda kasutatakse sageli sellistes rakendustes nagu autotööstus – rehvid, uksed ja aknad. Toores monomeeri ekstraheerimine hõlmab nende õlifraktsioonide rafineerimist – selliste protsesside abil nagu raskbensiini krakkimine ja destilleerimine –, et puhastada sihtmonomeere, kuna saasteained häiriksid järgnevat polümerisatsioonireaktsiooni. Saadud puhastatud monomeeride puhtus on tavaliselt 99,5% või kõrgem, mis paneb aluse kautšuki sünteesile.

Peamine tootmisetapp on polümerisatsioon: puhastatud monomeerid segatakse initsiaatoritega ja kas dispergeeritakse vees või lahustatakse orgaanilistes lahustites. See protsess muudab väikesed monomeermolekulid pikkadeks polümeerahelateks, saades toorkummi, mille kummi süsivesinike sisaldus on 80–90%. Oluline järeltöötlusetapp on vulkaniseerimine, kus lisatakse väävlit või peroksiide ja kuumutatakse, et moodustada polümeerahelate vahel ristsidemeid – vulkaniseerimata kumm on liiga pehme ja kleepuv, et olla kasulik. Vulkaniseeritud kummi esialgne polümeeri puhtus on 95–98%, kuid suure jõudlusega rakenduste jaoks on vaja täiendavat puhastamist.

Etüleeni kontsentratsiooni mõõtmise raskused

Kummi sünteesis, eriti etüleen-propüleen-dieeni monomeeri (EPDM) või etüleen-propüleenkummi (EPR/EPM) puhul, on etüleeni kontsentratsiooni täpne mõõtmine kriitilise tähtsusega polümerisatsioonikineetika kontrollimiseks, polümeeri ühtlaste omaduste tagamiseks ja jäätmete minimeerimiseks.

Kummi sünteesiprotsessi ülevaade

EPDM/EPR kummi süntees hõlmab tavaliselt järgmist:

Tooraine tarnimineEtüleen ja propüleen (ja EPDM-i dieen) juhitakse reaktorisse gaasidena, sageli lahustatuna lahustis või hoitakse gaasi/vedeliku faasis.

PolümerisatsioonireaktorCSTR ehk silmusreaktor, kus monomeerid reageerivad katalüsaatoritega temperatuuril 30–90 °C ja rõhul 10–30 baari, moodustades polümeerahelaid.

Lahusti/monomeeri eraldamineReageerimata monomeerid eemaldatakse, ringlussevõetakse või puhastatakse, sageli lenduvate ainete eemaldamise või aurustumistrumlite abil.

ViimistlusPolümeer eraldatakse, pestakse ja ekstrudeeritakse, kontrollides kvaliteeti tiheduse ja Mooney viskoossuse osas.

Etüleen on kriitilise tähtsusega monomeer kautšuki sünteesis, mis on naftakeemiatööstuse peamine tooraine. Selle monomeeri kontsentratsioon reaktsioonianumas dikteerib otseselt polümerisatsiooni kineetika ja sellest tulenevalt lõpppolümeeri füüsikalised ja keemilised omadused, näiteks molekulmassi ja sulamistemperatuuri. Kui etüleeni kontsentratsiooni ei kontrollita täpselt, võib saadud polümeeril olla kontrollimatu polüdisperssus, mis viib molekulmasside laiema jaotuseni ja ebaühtlase lõpptoote kvaliteedini. Näiteks on lineaarne seos etüleeni rõhu suurenemise ja toodetud kopolümeeride etüleeni sisalduse vahel, mis omakorda mõjutab nende sulamistemperatuuri.

Toote kvaliteedi varieeruvusel on otsene ja käegakatsutav rahaline mõju. Selleks, et tagada iga toodetud partii vastavus minimaalsetele kvaliteedinõuetele, kasutavad operaatorid sageli meetodit, mida tuntakse kui "kvaliteedi äraandmist". See hõlmab tahtlikult toote tootmist, mille kvaliteedinäitajad ületavad nõutavaid spetsifikatsioone, tehes protsessi üleprojekteerimise, et kompenseerida mõõtmis- ja juhtimisvariatsiooni. See tava, mis tagab küll toote aktsepteerimise, toob otseselt kaasa suurenenud tooraine tarbimise, suurema energiatarbimise ja pikemad tsükliajad, mis kõik tähendavad olulisi tegevuskulusid ja vähenenud kasumimarginaale. Selle probleemi tuumaks ei ole keemilise protsessi enda viga, vaid seda reguleeriva reaalajas mõõtmis- ja juhtimisahela puudujääk, mis viib pigem reaktiivse kui ennetava töörežiimini.

Oma tegevuse vajaduste hindamiseks pidage nõu meie eksperdiga.

Konsulteerige eksperdiga

Pideva Lonnmeetri kontsentratsiooni mõõtmise lahendus

Traditsiooniline laboripõhine analüüs ei sobi tänapäevase tootmisliini dünaamiliste ja pidevate nõudmiste jaoks. See põhjustab sageli analüüsi viivitust ja korduvaid töömahukaid mõõtmisi. Teisisõnu, operaatoritele edastatavad andmed on hetktõmmis protsessist minutite või isegi tundide tagusest ajast. Teabepuudus põhjustab kvaliteedihälbeid pärast nende tekkimist ja potentsiaalselt pärast seda, kui terve partii on ohtu sattunud, mis toob kaasa kulukaid raiskamisi ja ümbertöötlemist.

Lonnmeter on projekteerinudetüleeni anduri kontsentratsioontäpne kontsentratsiooni mõõtmine reaalajas pidevas keemilises protsessis. See töötab hästi isegi kiiresti muutuvas keskkonnas; Online-etüleeni kontsentratsioonimõõtur on tööstusliku kvaliteediga instrument, mis on loodud keemiliste protsesside täpsete mõõtmisnõuete täitmiseks. See kasutab täiustatud anduritehnoloogiaid – akustilise signaali allikat metallist häälestuskahvli ergastamiseks, pannes kahvli vibreerima oma loomulikul resonantssagedusel. Märkimisväärne on see, et see resonantssagedus näitab otsest korrelatsiooni häälestuskahvliga kokkupuutuva vedeliku tihedusega. Seejärel saab vedeliku tihedust määrata sagedusanalüüsi abil – temperatuuri kompenseerimisega, et kompenseerida süsteemi temperatuuri triivi, tagades mõõtmise täpsuse.

Etüleeni kontsentratsioonimõõtur

Pidevaks kontsentratsiooni mõõtmiseks torujuhtmetes või mahutites

Häälestuskahvli struktuur

Paigalduskohad kummisünteesi protsessis

Monomeeride toiteliinPuhtuse tagamiseks ja doseerimise reguleerimiseks asetage andur etüleeni toitetorustikku pärast kompressorit.
Reaktori sisselaskeavaPaigaldada monomeeri ja lahusti segamispunkti heksaani/propüleeniga, et kontrollida lahustunud etüleeni hulka.
ReaktorisisenePolümerisatsiooni reaalajas juhtimiseks asetage see CSTR-i sisse segisti lähedale.
TaaskasutusliinPaigutage reageerimata etüleeni taaskasutamise optimeerimiseks aurustustrumli väljalaskeava juurde.
VentilatsiooniliinPaigaldage puhastus-/ventilatsioonitorusse heitkoguste jälgimiseks ja ohutuse tagamiseks.