Controle van de ethyleenconcentratie bij de rubbersynthese
Synthetisch rubber is een kunstmatig elastomeer dat wordt geproduceerd uit aardoliebijproducten. Het wordt vaak gebruikt in toepassingen in de automobielindustrie, zoals banden, deuren en ramen. De winning van ruwe monomeren omvat het raffineren van deze oliefracties – via processen zoals naftakraking en destillatie – om de gewenste monomeren te zuiveren, aangezien verontreinigingen de daaropvolgende polymerisatiereactie zouden verstoren. De resulterende gezuiverde monomeren hebben doorgaans een zuiverheid van 99,5% of hoger, wat de basis vormt voor de rubbersynthese.
De kern van het productieproces is polymerisatie: gezuiverde monomeren worden gemengd met initiatoren en vervolgens gedispergeerd in water of opgelost in organische oplosmiddelen. Dit proces zet kleine monomeermoleculen om in lange polymeerketens, wat resulteert in ruw rubber met een koolwaterstofgehalte van 80-90%. Een cruciale vervolgstap is vulkanisatie, waarbij zwavel of peroxiden worden toegevoegd en verhit om dwarsverbindingen tussen de polymeerketens te vormen. Ongevulkaniseerd rubber is te zacht en plakkerig om bruikbaar te zijn. Het gevulkaniseerde rubber heeft aanvankelijk een polymeerzuiverheid van 95-98%, maar voor hoogwaardige toepassingen is verdere zuivering vereist.
Moeilijkheden bij het meten van de ethyleenconcentratie
Bij de synthese van rubber, met name voor ethyleen-propyleen-dieenmonomeer (EPDM) of ethyleen-propyleenrubber (EPR/EPM), is een nauwkeurige meting van de ethyleenconcentratie cruciaal voor het beheersen van de polymerisatiekinetiek, het waarborgen van consistente polymeereigenschappen en het minimaliseren van afval.
Overzicht van het rubbersyntheseproces
De rubbersynthese voor EPDM/EPR omvat doorgaans het volgende:
Levering van grondstoffenEthyleen en propyleen (en dieen voor EPDM) worden als gassen in een reactor gevoerd, vaak opgelost in een oplosmiddel of in gas-/vloeistoffase.
PolymerisatiereactorEen CSTR of lusreactor waarin monomeren reageren met katalysatoren bij 30-90 °C en 10-30 bar, waardoor polymeerketens worden gevormd.
Oplosmiddel-/monomeerterugwinningNiet-gereageerde monomeren worden verwijderd, gerecycled of gezuiverd, vaak via ontgassing of flashdrums.
AfwerkingHet polymeer wordt gescheiden, gewassen en geëxtrudeerd, waarbij de dichtheid en de Mooney-viscositeit worden gecontroleerd.
Ethyleen is een cruciaal monomeer bij de synthese van rubber, een belangrijke grondstof in de petrochemische industrie. De concentratie van dit monomeer in het reactievat bepaalt direct de polymerisatiekinetiek en daarmee de fysische en chemische eigenschappen van het uiteindelijke polymeer, zoals het molecuulgewicht en het smeltpunt. Wanneer de ethyleenconcentratie niet nauwkeurig wordt geregeld, kan het resulterende polymeer een ongecontroleerde polydispersiteit vertonen, wat leidt tot een bredere spreiding van molecuulgewichten en een inconsistente kwaliteit van het eindproduct. Zo bestaat er bijvoorbeeld een lineair verband tussen een toenemende ethyleendruk en het ethyleengehalte in de geproduceerde copolymeren, wat op zijn beurt het smeltpunt beïnvloedt.
Deze variabiliteit in productkwaliteit heeft een directe en tastbare financiële impact. Om ervoor te zorgen dat elke geproduceerde batch aan de minimale kwaliteitseisen voldoet, passen operators vaak een methode toe die bekend staat als "kwaliteitsvergeving". Dit houdt in dat er opzettelijk een product wordt geproduceerd met kwaliteitseigenschappen die de vereiste specificaties overtreffen, in feite wordt het proces overgeoptimaliseerd om de variabiliteit in meting en controle te compenseren. Deze praktijk zorgt weliswaar voor productacceptatie, maar leidt direct tot een hoger grondstoffenverbruik, een hoger energieverbruik en langere cyclustijden, wat zich allemaal vertaalt in aanzienlijke operationele kosten en lagere winstmarges. De kern van dit probleem ligt niet in een fout in het chemische proces zelf, maar in een tekortkoming in de realtime meet- en regelkring die het proces aanstuurt, wat leidt tot een reactieve in plaats van proactieve werkwijze.
Neem contact op met onze expert om uw operationele behoeften te bespreken.
Continue Lonnmeter concentratiemeting oplossing
Traditionele offline laboratoriumanalyses zijn ongeschikt voor de dynamische, continue eisen van een moderne productielijn. Ze leiden vaak tot vertraging in de analyse en herhaalde, arbeidsintensieve metingen. Met andere woorden, de gegevens die operators ontvangen, zijn een momentopname van het proces van enkele minuten of zelfs uren. Dit gebrek aan informatie leidt tot kwaliteitsafwijkingen nadat deze zich al hebben voorgedaan en mogelijk nadat een hele batch is aangetast, met kostbare verspilling en herstelwerkzaamheden tot gevolg.
Lonnmeter heeft ontwikkeldethyleen sensor concentratieVoor het nauwkeurig meten van concentraties in realtime tijdens een continu chemisch proces, werkt de online ethyleenconcentratiemeter zelfs in een snel veranderende omgeving. Dit industriële instrument is ontworpen om te voldoen aan de eisen van nauwkeurige metingen in chemische processen. Het maakt gebruik van geavanceerde sensortechnologieën: een akoestische signaalbron brengt een metalen stemvork in trilling met zijn natuurlijke resonantiefrequentie. Deze resonantiefrequentie correleert direct met de dichtheid van de vloeistof waarmee de stemvork in contact komt. Vervolgens kan de dichtheid van de vloeistof worden bepaald door middel van frequentieanalyse. Temperatuurcompensatie is geïmplementeerd om temperatuurschommelingen in het systeem tegen te gaan en zo de meetnauwkeurigheid te garanderen.
Stemvorkstructuur
Installatieposities in het rubbersyntheseproces
-
MonomeertoevoerleidingPlaats een sensor in de ethyleentoevoerleiding na de compressor om de zuiverheid te waarborgen en de dosering aan te passen.
Reactorinlaat: Installeer op het mengpunt van monomeer en oplosmiddel met hexaan/propyleen om opgelost ethyleen te beheersen.
In de reactor: Plaatsing in de CSTR nabij de roerder voor realtime polymerisatiecontrole.
RecyclinglijnPlaats de sensor bij de uitlaat van de flashdrum om de terugwinning van niet-gereageerd ethyleen te optimaliseren.
Ontluchtingsleiding: Monteer in de ontluchtingsleiding om emissies te bewaken en de veiligheid te waarborgen.
Ontdek meer over onze producten
Voordelen van een inline ethyleenconcentratiemeter
●Realtime monitoring zorgt voor nauwkeurige controle van ethyleen, waardoor de polymeerkwaliteit verbetert en het aantal afgekeurde batches afneemt.
●Voorkomt overdosering en bespaart zo ethyleen.
●Optimaliseert de terugwinning van monomeren in recyclinglijnen.
●Detecteert afwijkingen voor voorspellend onderhoud.
●Weinig onderhoud nodig.
