橡胶合成中乙烯浓度的控制

合成橡胶是一种由石油副产品制成的人造弹性体。它常用于汽车行业，例如轮胎、门窗等领域。单体提取需要对这些石油馏分进行精炼，例如通过石脑油裂解和蒸馏等工艺，以提纯目标单体，因为杂质会干扰后续的聚合反应。所得提纯单体的纯度通常为99.5%或更高，为橡胶合成奠定了基础。

核心生产步骤是聚合：将纯化的单体与引发剂混合，然后分散在水中或溶解在有机溶剂中。该过程将小分子单体转化为长链聚合物，得到橡胶烃含量为 80%～90% 的粗橡胶。关键的后续步骤是硫化，在此步骤中加入硫磺或过氧化物并加热，使聚合物链之间形成交联——未硫化的橡胶太软太粘，无法使用。硫化橡胶的初始聚合物纯度为 95%～98%，但对于高性能应用，需要进一步提纯。

乙烯浓度测量的困难

在橡胶合成中，特别是对于乙丙橡胶（EPDM）或乙丙橡胶（EPR/EPM），精确测量乙烯浓度对于控制聚合动力学、确保聚合物性能的一致性以及最大限度地减少浪费至关重要。

橡胶合成工艺概述

EPDM/EPR橡胶的合成通常包括：

原料供应乙烯和丙烯（以及EPDM的二烯）以气体形式送入反应器，通常溶解在溶剂中或保持气/液相。

聚合反应器：在连续搅拌釜式反应器（CSTR）或环路反应器中，单体在 30-90°C 和 10-30 bar 的条件下与催化剂反应，形成聚合物链。

溶剂/单体回收未反应的单体被剥离、回收或清除，通常通过脱挥发分或闪蒸桶进行。

精加工聚合物经过分离、洗涤和挤出，并进行密度和门尼粘度等质量检查。

乙烯是橡胶合成中的关键单体，也是石油化工行业的重要原料。反应釜内乙烯的浓度直接决定聚合动力学，进而影响最终聚合物的物理化学性质，例如分子量和熔点。当乙烯浓度控制不精确时，所得聚合物可能出现不受控制的多分散性，导致分子量分布范围过宽，最终产品质量不稳定。例如，乙烯压力与所得共聚物中乙烯含量之间存在线性关系，而乙烯含量又会影响共聚物的熔点。

产品质量的这种波动会对经济造成直接而切实的影响。为了确保每一批产品都符合最低质量标准，操作人员通常会采用一种被称为“质量补偿”的方法。这种方法是指故意生产质量特性超出所需标准的产品，实际上是通过过度设计工艺来弥补测量和控制方面的误差。虽然这种做法能够确保产品被接受，但却直接导致原材料消耗增加、能源消耗上升和生产周期延长，所有这些都会转化为显著的运营成本和利润率下降。问题的核心并非化学工艺本身的缺陷，而是控制该工艺的实时测量和控制回路的不足，导致操作模式变成了被动应对而非主动预防。

请与我们的专家沟通，评估您的运营需求。

咨询专家

连续长程浓度测量溶液

传统的离线实验室分析方法难以满足现代生产线动态、连续的需求。它们常常导致分析滞后，并需要重复进行耗时费力的测量。换句话说，操作人员获得的数据只是几分钟甚至几小时内的生产过程快照。信息不足会导致质量偏差发生后才被发现，甚至可能导致整批产品都受到影响，从而造成代价高昂的浪费和返工。

Lonnmeter 已完成设计乙烯传感器浓度在线乙烯浓度计是一款工业级仪器，专为满足化学过程的精确测量需求而设计，即使在快速变化的环境中也能稳定运行。它利用先进的传感技术——声信号源激励金属音叉，使其在其固有共振频率下振动。值得注意的是，该共振频率与音叉接触液体的密度直接相关。随后，通过频率分析即可确定液体密度——并采用温度补偿来抵消系统内的温度漂移，从而确保测量精度。

乙烯浓度计

用于管道或储罐中的连续浓度测量

音叉结构

橡胶合成过程中的安装位置

单体进料管：将传感器放置在乙烯进料管道压缩机后，以确保纯度并调整剂量。
反应器入口：安装在单体-溶剂混合点，使用己烷/丙烯来控制溶解的乙烯。
反应堆内：放置在 CSTR 内部靠近搅拌器的位置，以便进行实时聚合控制。
回收线：位于闪蒸罐出口处，以优化未反应乙烯的回收。
通风管：安装在吹扫/通风管路上，以监测排放并确保安全。