在線粘度計在酚醛樹脂生產(chǎn)中的應用

在線粘度計

酚醛樹脂生產(chǎn)中在線粘度計的的應用

海默生在線粘度計為各行業(yè)提供操作簡單、免維護、無磨損的在線粘度計。可以為石化、化工、高分子合成、制藥、食品、化妝品、涂料、技術(shù)實驗室等提供穩(wěn)定可靠的粘度測量和控制系統(tǒng)。海默生在線粘度計可適用各種工作環(huán)境,包括爆炸環(huán)境 (ATEX, FM, JIS), 高溫高壓環(huán)境(高達 700 bars, 450°C )和高粘度環(huán)境(1 000 000? 000mPa.s)等苛刻工況。?海默生公司還可根據(jù)用戶對工作溫度和壓力的需求進行特殊設計,為您量身定制在線粘度檢測和控制系統(tǒng)。

典型應用:?酚醛樹脂批次生產(chǎn)精確控制,酚醛樹脂、樹脂和高分子聚合物的生產(chǎn)。

應用背景:
單體之間以共價鍵的方式連接形成相對分子較大,具有重復結(jié)構(gòu)單元的高分子化合物。反應釜中主要是很多單體組成,粘度較低。加入催化劑或者加熱后,開始進行高分子聚合反應粘度也相應增加。粘度通常是檢測高分子相對分子量大小的間接手段。
簡化的高分子聚合原理:

酚醛樹脂也叫電木,又稱電木粉,簡稱 PF,是醛與酚經(jīng)聚合制得的合成樹脂的統(tǒng)稱。酚醛樹脂常用作粘合劑和浸漬紙張以增加紙張的機械強度。酚醛樹脂在材料的韌性和抗電阻方面展示了良好的性能,但是考慮到其生產(chǎn)過程,我們也面臨一些比較困難的生產(chǎn)條件。各種來料來源并不是由同一家供應商提供的,因此批次之間不可能完全保持一致。針對每個生產(chǎn)循環(huán),在各個物料混合之前都會進行稱重,混合之后進行反應器進行加熱反應。在整個生產(chǎn)循環(huán)中,溶液的溫度和粘度是影響反應效果的關鍵參數(shù)。酚醛樹脂聚合是放熱反應,因此即使加熱器加熱過程結(jié)束了, 生產(chǎn)過程也會持續(xù)加熱。加熱過程有很特別的反應階段并且此階段對溫度和粘度的變化非常敏感,因此我們需要對其進行監(jiān)控。任何誤差的出現(xiàn)都可能導致樹脂硬化,這個結(jié)果不僅會生產(chǎn)出不符合使用標準的產(chǎn)品,還可能會損壞管道和反應器。

產(chǎn)品應用關鍵點:

酚醛樹脂生產(chǎn)工況分析:

1、如果防熱性的酚醛樹脂聚合反應速度太快會出現(xiàn)的問題:

  • 聚合物質(zhì)量不好(產(chǎn)品質(zhì)地不均勻)
  • 聚合物硬化(不能及時停止反應)

這些問題都會導致原材料的大量浪費,復雜維修而造成停工時間增加,勞動力成本增加,延期交貨以及一 些其他損失。

2、如果防熱性的酚醛樹脂聚合反應速度太慢會出現(xiàn)的問題:

  • 生產(chǎn)能力低下(浪費時間,造成能源浪費)
  • 得不到最終成品(生產(chǎn)出來的產(chǎn)品達不到特定的技術(shù)要求)

3、酚醛樹脂聚合過程中,當達到生產(chǎn)需要的粘度數(shù)值時及時終止反應,會得到良好的效果:

1)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品適用應用(模塑、層壓、擠壓等)

4)產(chǎn)品可以包裝儲存(包括樹脂、膠黏劑、聚苯乙烯、聚亞安酯、聚異丁烯、甲基丙烯酸甲酯等聚合物)

聚合反應過程中相關的粘度問題:?原材料的控制,反應開始的檢測,聚合速度控制,相對分子質(zhì)量檢測,產(chǎn)品鏈長檢測,反應終點檢測,聚合物濃度控制,以及最終的產(chǎn)品質(zhì)量控制。

海默生在線粘度計提供的解決方案:

?海默生振動式在線粘度傳感器能夠完整的監(jiān)控聚合反應的終點,幫助判斷聚合反應的正確實時粘度和溫度參數(shù)以防止產(chǎn)品硬化。

在線粘度計的安裝

?在線粘度計有多種安裝方式可供選擇,可以安裝在聚合反應釜的外壁,聚合反應循環(huán)的支路或者浸漬管中。配套的電子顯示控制器可以方便操作人員實時查看粘度和溫度數(shù)值變化,可以讓操作人員監(jiān)測正確的批次反應過程。

下表為添加粘度監(jiān)測后的粘度、催化劑或者加熱催化時間、聚合反應過程關系圖,粘度的控制能夠精確的控制反應終點。

半間歇MMA/MA共聚反應反應釜上安裝XL7傳感器測量記錄圖

直接安裝在反應壁上的現(xiàn)場照片

海默生在線粘度計主要產(chǎn)品特性:

?★很好的靈敏度,檢測范圍比較寬廣

★操作可重復且結(jié)果可信

★易于安裝且有多種安裝位置

★無需維修,沒有易磨損部件,沒有時間延遲

★具有在線自我清洗功能

★符合防爆標準(ATEX,FM)

★有高低粘度報警系統(tǒng),能夠改善失效保護操作。

★具有溫度測量,有完善的溫度、壓力補償功能

★有多種防腐材料涂層可供選擇

★耐高溫高壓

粘度監(jiān)測方案的結(jié)果

?

以下是酚醛樹脂生產(chǎn)廠家在酚醛樹脂聚合反應器上安裝XL7系列傳感器得到的數(shù)據(jù)。

反應過程安全性 配有警報裝置,可以避免產(chǎn)品硬化問題
反應控制 更精確,且有溫度校正功能
硬化情況 減少到0(以前每年約有1個批次出現(xiàn)硬化情況)
生產(chǎn)能力 沒有生產(chǎn)過程中斷,提高生產(chǎn)批次數(shù)
生產(chǎn)效率 產(chǎn)品數(shù)量增加,成本降低,節(jié)省清洗時間,避免次品的產(chǎn)生,最小化銷售損失
質(zhì)檢 更好的控制原材料,過程控制,終端產(chǎn)品的質(zhì)量

由上表可以看出在使用了海默生在線粘度監(jiān)測后,它實現(xiàn)了以下的優(yōu)化:

?★生產(chǎn)能力提高:優(yōu)化過程控制;

★終端產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性變好:能夠準確識別催化反應的終點;

★反應過程更安全:反應將要硬化的時候會發(fā)出警報(降低反應器清洗時間和不合格產(chǎn)品批次次數(shù));

★幫助過程控制:可監(jiān)控最開始的聚合反應,反應進度,以及反應終點;

使用海默生在線粘度監(jiān)測投資回報情況

?在酚醛樹脂批次生產(chǎn)過程中安裝粘度計取得的回報如下:

工廠中反應器數(shù)量 3
每天進行的反應循環(huán) 5
每批反應平均量 4.28 tons
每年生產(chǎn)樹脂量 14 000tons
硬化問題減少量 5天的產(chǎn)品量
節(jié)省量 321tons
生產(chǎn)1噸酚醛樹脂費用 平均2歐元/kg
年節(jié)省量(產(chǎn)品損失) 8 560歐元

 


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