專利名稱：聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚醋酸乙烯酯在線濃度檢測單元，更具體地說是應(yīng)用在聚合度聚乙烯醇生產(chǎn)中的設(shè)備的聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元。
背景技術(shù)：
在聚乙烯醇(PVA)生產(chǎn)中，通常采取溶液聚合法生產(chǎn)聚醋酸乙烯酯，再進(jìn)一步醇解制備聚乙烯醇。在溶液聚合工藝中，醋酸乙烯酯在引發(fā)劑的作用下，在甲醇溶液中發(fā)生聚合反應(yīng)。從聚合釜底部出來的物料為聚醋酸乙烯酯的甲醇溶液，還含有未聚合的醋酸乙烯酯單體，用泵連續(xù)打入脫單體精餾塔中進(jìn)行聚醋酸乙烯酯的精制，把未聚合的醋酸乙烯酯單體從塔頂脫出，塔釜為精制后的聚醋酸乙烯酯甲醇溶液，為了保證后道工序的生產(chǎn)，該溶液的濃度需要得到控制。在生產(chǎn)不同品種的PVA時(shí)，對(duì)聚醋酸乙烯酯的濃度要求也是不同的。但在生產(chǎn)同一品種的PVA時(shí)，要求其濃度變化范圍要小，一般要求濃度的變化范圍在土 1%左右，否則，醇解過程中會(huì)造成醇解度的波動(dòng)，造成成品PVA存在較大質(zhì)量問題。現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于聚醋酸乙烯酯的在線濃度控制沒有相關(guān)的公開報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種應(yīng)用在聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中的聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元，通過對(duì)聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中的聚醋酸乙烯酯的在線控制，以減小醇解過程中醇解度的波動(dòng)，提高成品PVA的質(zhì)量。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在由聚合脫單體塔釜引出的聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液的出口管線中設(shè)置一能使聚醋酸乙烯酯樹脂和濃度調(diào)整甲醇能被均勻混合的溶解機(jī)；在所述溶解機(jī)的出口管線上設(shè)置一旁路管線，在所述旁路管線上設(shè)置用于測量聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液密度值的質(zhì)量流量計(jì)；設(shè)置一運(yùn)算單元，所述運(yùn)算單元以所述質(zhì)量流量計(jì)檢測獲得的密度值和溫度值，通過運(yùn)算獲得聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中聚醋酸乙烯酯的在線濃度。本發(fā)明聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于所述溶解機(jī)是一對(duì)相互嚙合的齒輪。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在I、本發(fā)明聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中的聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元的設(shè)置滿足了生產(chǎn)各種聚合度聚醋酸乙烯酯的工藝要求，解決了聚醋酸乙烯酯濃度不能連續(xù)有效控制的難題。2、本發(fā)明聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中的聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元中，在進(jìn)入密度測量前采用一對(duì)相互嚙合的齒輪的溶解機(jī)，使塊狀樹脂被有效碾碎溶解，從而使聚合反應(yīng)液與稀釋甲醇混合更加充分，降低了密度測量誤差，使得經(jīng)密度解析出的濃度測量更加精準(zhǔn)，基本濃度測量誤差和化驗(yàn)室分析結(jié)果誤差較小，一般在1%以內(nèi)。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)I溶解機(jī)；2流量計(jì)；3運(yùn)算單元。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本實(shí)施例中聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元是在由聚合脫單體塔釜引出的聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液出口管線中設(shè)置一能使聚醋酸乙烯酯樹脂和濃度調(diào)整甲醇能被均勻混合的溶解機(jī)1，溶解機(jī)I中是一對(duì)用于相互嚙合的齒輪。在溶解機(jī)I的出口管線上設(shè)置一旁路管線，在旁路管線上設(shè)置用于測量聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液密度值的質(zhì)量流量計(jì)2。設(shè)置一運(yùn)算單元3，運(yùn)算單元3以質(zhì)量流量計(jì)2檢測獲得的密度值，通過運(yùn)算在線獲得聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中聚醋酸乙烯酯的濃度檢測值，以工藝控制所要求的設(shè)定濃度值為濃度控制目標(biāo)值，針對(duì)濃度控制目標(biāo)值和濃度檢測值的差值經(jīng)PID運(yùn)算在樹脂濃度調(diào)節(jié)器ARC中輸出控制信號(hào)用于控制濃度調(diào)整甲醇的流量，即控制濃度調(diào)整甲醇的添加量，從而實(shí)現(xiàn)聚醋酸乙烯酯PVAc濃度的在線測量和控制。
關(guān)于運(yùn)算單元3中的運(yùn)算模型定義V為體積，單位cm3 ；m為質(zhì)量，單位g ； P為密度，單位g/cm3 ；由V=m/p推導(dǎo)出式(I)Con = K1-K2/ P式(I)式⑴中:Con為PVAc甲醇溶液的濃度；P :為檢測獲得的PVAc甲醇溶液的密度值；Kl :為溶劑甲醇密度的變化所引起的溶液濃度變化的修正系數(shù)；K2 :為溶質(zhì)PVAc密度的變化所引起的溶液濃度變化的修正系數(shù)；關(guān)于式(I)的推導(dǎo)過程根據(jù)V= m/p，可以得出下面的等式n (Iii1/ P ^ m2/ P2)= m3/ P3式⑵式⑴中:In1 :定量溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量；P I :溶質(zhì)的密度值；m2 :定量溶液中溶劑的質(zhì)量；P 2 :溶劑的密度值；Hi3 :定量溶液的質(zhì)量；P 3 :溶液的密度值；η :兩種液體互溶時(shí)的液體體積收縮系數(shù)若取IOOg的PVAc和甲醇的混合溶液，則該溶液中的溶質(zhì)(PVAc)的質(zhì)量Hi1和溶齊U(甲醇)的質(zhì)量Hi2就可以等同于這兩種物質(zhì)在溶液(PVAc和甲醇)m3中的質(zhì)量百分比濃度值。
已知PVAc在25 °C下的密度為I. 191 g/cm3,甲醇在25°C下的密度為O. 791g/cm3，設(shè)PVAc的質(zhì)量百分比濃度為C，溶液的密度為P，則式⑵可以變換為nC/1. 191+ (100-C) η/0· 791=100/P 推導(dǎo)得出如下式(3):(1/0. 791-1/1. 191) nC =100 η/0· 791—100/P 式(3)定義a= (1/0. 791-1/1. 191) n, b=100 n/0. 791 則式(3)變換為aC=b-100/ P 推導(dǎo)得出式⑷C=b/a_100/aX I/P式(4)
定義kl= b/a ；k2=100/a 則式(4)變換為C=kl-k2/PKl和K2兩個(gè)修正系數(shù)值的獲得是通過現(xiàn)場取樣，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分析，得到樣品溶液的濃度值，即在現(xiàn)場取樣的同時(shí)，記錄下該樣品檢測獲得的密度值，通過干燥稱重法，分析得到這兩個(gè)樣的密度值所對(duì)應(yīng)的實(shí)際濃度值，把相應(yīng)的溶液密度和濃度值分別帶入式(I)中，通過解二元一次方程組即可得到Kl和K2值。
權(quán)利要求
1.聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元，其特征是 在由聚合脫單體塔釜引出的聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液的出口管線中設(shè)置一能使聚醋酸乙烯酯樹脂和濃度調(diào)整甲醇能被均勻混合的溶解機(jī)(I)； 在所述溶解機(jī)(I)的出口管線上設(shè)置一旁路管線，在所述旁路管線上設(shè)置用于測量聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液密度值的質(zhì)量流量計(jì)(2); 設(shè)置一運(yùn)算單元(3)，所述運(yùn)算單元(3)以所述質(zhì)量流量計(jì)(2)檢測獲得的密度值和溫度值，通過運(yùn)算獲得聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中聚醋酸乙烯酯的在線濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元，其特征是，所述溶解機(jī)(I)是一對(duì)相互哨合的齒輪。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚醋酸乙烯酯在線濃度控制單元，其特征是在由聚合脫單體塔釜引出的聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液的出口管線中設(shè)置一溶解機(jī)；在溶解機(jī)的出口管線上設(shè)置一旁路管線，在旁路管線上設(shè)置用于測量聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液密度值的質(zhì)量流量計(jì)；運(yùn)算單元以質(zhì)量流量計(jì)檢測獲得的密度值，通過運(yùn)算獲得聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中聚醋酸乙烯酯(PVAc)的在線濃度。本發(fā)明滿足了生產(chǎn)不同聚合度的PVAc樹脂濃度的連續(xù)工業(yè)化測量的要求。
文檔編號(hào)G05D11/13GK102945051SQ20121050950
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者許宏平, 褚穎, 徐凌云 申請人:安徽皖維高新材料股份有限公司