一、問題的由來:
在不少聚合反應(yīng)過程中,在線黏度計(jì)會(huì)用于反應(yīng)終點(diǎn)的判斷,隨著聚合過程的延續(xù),黏度會(huì)逐步增大,達(dá)到一定的程度就可以終止反應(yīng)或進(jìn)入下一步工藝過程。
但是,聚合反應(yīng)也有不同的類型,有些是平衡聚合反應(yīng),這類反應(yīng)過程中,在較長的聚合階段,黏度基本不變或變化很小,這一類的聚合過程,在線黏度的監(jiān)測(cè)還是否有意義?
二、平衡聚合反應(yīng)過程:
平衡聚合反應(yīng)也會(huì)有不同的情況,一般而言,也會(huì)存在黏度連續(xù)的增長,再保持較長時(shí)間的穩(wěn)定,而隨著一些工藝條件的變化,這些化學(xué)平衡也會(huì)發(fā)生改變,這些因素往往是溫度、壓力、攪拌速度、催化劑、原料加入順序和量等等。最終產(chǎn)品要獲得穩(wěn)定和理想的轉(zhuǎn)化率、分子量、結(jié)構(gòu)等,需要不斷的優(yōu)化工藝流程和參數(shù),在線黏度計(jì)就是一個(gè)很實(shí)用的測(cè)量工具。
三、平衡聚合反應(yīng)實(shí)例分析:
把在線黏度計(jì)安裝在反應(yīng)釜或管路上,就可以連續(xù)、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)整個(gè)反應(yīng)過程,對(duì)整個(gè)反應(yīng)過程進(jìn)行監(jiān)控,找到不同工藝對(duì)整個(gè)過程的影響。
以下是兩個(gè)批次的連續(xù)過程曲線,可以看到,整個(gè)反應(yīng)過程類似,但在不同的原料、投料量、壓力、溫度等條件下,過程曲線會(huì)有差異.
四、平衡過程點(diǎn)的工藝控制點(diǎn)建議:
不少生產(chǎn)人員認(rèn)為,平衡反應(yīng)在保證反應(yīng)情況下,比較容易控制,不像別的聚合反應(yīng),在線黏度測(cè)量的意義也不大。
以下是在平衡聚合反應(yīng)過程中,采用兩種不同的原料,在反應(yīng)過程中,確定一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的在線黏度,對(duì)那個(gè)點(diǎn)的在線黏度值和最終產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)室黏度進(jìn)行分析比較,該反應(yīng)中有兩種不同的原料,最終產(chǎn)品是不同黏度的同類產(chǎn)品,一共做了九十三個(gè)批次,其中用原料一做了八十個(gè)批次、原料二做了十三個(gè)批次,在確定的測(cè)量點(diǎn)上,采集在線黏度值,對(duì)最終產(chǎn)品的黏度值進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制,得到以下的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以看到在線黏度和最終產(chǎn)品的黏度相關(guān)性很好。
從以上對(duì)兩個(gè)原料和最終產(chǎn)品的黏度之間的關(guān)系可以看到,這兩種原料的差異,對(duì)產(chǎn)品最終黏度的影響不大,但是其中的生產(chǎn)工藝還是會(huì)略有不同,需要據(jù)此做相應(yīng)的調(diào)整。
其中關(guān)鍵測(cè)量控制點(diǎn)的選擇和確定,需要根據(jù)反應(yīng)的實(shí)際情況來決定,在此不再展開。
五、結(jié)論:
通過在線黏度測(cè)量,可以在生產(chǎn)過程中對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量做出預(yù)測(cè)和控制,進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整、優(yōu)化和控制,就可以保證最終的產(chǎn)品符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求,獲得穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品,再逐步提高產(chǎn)品質(zhì)量,這是在線黏度計(jì)實(shí)際使用的真正意義。