工藝:盯緊這幾個溫度,氨綸聚合原液粘度品質想不好都難!

2021-01-07 氨綸乾貨

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聚合工序中不論是儲罐、管道還是反應器,都使用了大量的夾套水,其溫度範圍從零下十幾度到八九十度,可見溫度控制在整個聚合反應過程中的重要性,今天小編就來梳理下那些重要的溫度控制點,盯緊它們,原液品質尤其是粘度質量想不好都難。

一、預聚冷卻段出口溫度

根據不同的工藝要求,此溫度控制在60-70℃為宜,物料經過冷卻區時,反應基本已經結束,NCO含量已經達到指標要求,此時就不再需要過高的反應溫度,避免帶來副反應的增加,同時造成不必要的能耗。

由於預聚段設備含有大量的靜態混合器,溫度過低的話,物料流動性相對較差,會導致供料泵出口壓力過高且上升較快,靜態混合單元上附著凝膠增多,導致設備使用周期偏短,對生產穩定造成影響,且周期偏短也導致整體更換設備廢料排放增加,不利於節能降耗。

出口溫度不能控制穩定的話,會造成後段儲罐內預聚物溫度跟隨波動,對輸送泵效率及第二反應器粘度控制都有不利影響。

二、預聚物供料罐溫度

生產中控制此溫度穩定很重要,預聚物屬於低粘度流體,溫度對其流動性影響較大,保持一個穩定的溫度有利於保證輸送泵供料量穩定。

這個溫度受冷卻段出口溫度影響也較大,如果前段溫度不能控制穩定的話,那麼此溫度也很難保持穩定,因此,調整時要整體考慮。

三、溶解機出口溫度

溶解機通過高速攪拌將溶劑與預聚物混合分散均勻,這個過程及後續第二反應器的擴鏈都會產生大量的熱量,而溫度對擴鏈反應尤其是使用二胺擴鏈時的影響明顯,在30℃左右進行反應,加入擴鏈劑後,很快就會產生絮狀凝膠,粘度迅速增加,這是因為反應溫度高,產生了爆聚,多個線型大分子交聯成一個整體,從而使分子量無限增加,形成所謂的凝膠,而降低溫度可以使反應速度明顯下降,從而生成線型大分子。

通過腔體冷媒及溶劑溫度的控制,來調整溶解機出口物料在一個合適的溫度,再經過第二反應器冷媒的進一步降溫,最終使擴鏈反應發生在10-20℃左右,能保證反應穩定進行。

四、第二反應器出口溫度

第二反應器的出口溫度與原液粘度有密切關係,可以通過此溫度的變化來判斷粘度波動趨勢,第二反應器電流的波動會導致這個溫度有明顯的變化,但是不一定是正比關係。

第二反應器開車時也要根據此溫度及排料情況在決定是否切換為正常生產模式。

提一下第二反應器的出口壓力,相對於溫度來說,通過這個壓力的變化來判斷粘度變化更準確,且壓力波動與粘度變化方向基本一致,由於取樣、測樣的時間滯後性,很多時候可以通過壓力的變化來進行及時的調整。

五、熟化槽進出口溫度

原液與添加劑混合後,經過一段帶有靜態混合器的管道進入熟化槽,通過調整此段管道的夾套水流量來控制熟化槽的入口溫度,這個溫度主要是影響原液粘度,簡單來說,溫度越高后續粘度增長越快,如果熟化槽夾套水溫的調整已經無法控制粘度的波動,要考慮熟化槽入口溫度的設置是否合理。

當然這個溫度受到第二反應器出口溫度、產量高低等的影響也比較大,生產時要綜合考慮。

連續聚合的原液熟化槽一般包含多個儲罐,由於粘度檢測一般都是取最後一個儲罐,所以就生產經驗來看,倒數第二個儲罐的出口溫度變化與粘度的高低密切相關,生產中維持此溫度在一個合適的範圍內波動,有利於粘度的穩定控制。

粘度的取樣、測樣都有一定的滯後性,如果等到化驗數據出來後再進行調整,往往為時已晚,因此,盯緊了這個出口溫度,預見性的調整儲罐的攪拌及夾套水溫才是粘度調整的上策。

當然粘度調整是一個系統工程,其可以參考的工藝點也有很多,不是三眼兩語就能說清的,有機會再聊。

看完本期,這5個工藝控制點、6個溫度參數的作用你get了嗎?

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