聚合反應(yīng)釜的一般操作流程你知道嗎?
聚合反應(yīng)釜的聚合反應(yīng)機理復(fù)雜,是強放熱反應(yīng),過程具有大滯后、大慣性、非線性等特性。溫度、壓力、濃度及催化劑的活性與牌號等都對化學平衡產(chǎn)生重要影響。因此,反應(yīng)釜溫度控制的效果將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量及裝置的正常運行,為此將反應(yīng)釜溫度控制回路列為重點監(jiān)控回路,嚴格將反應(yīng)釜溫度控制在要求范圍內(nèi)。
按照工藝要求,聚合反應(yīng)釜的操作流程一般包括以下幾個階段:
1.投料:反應(yīng)物計量后一批或幾批投入反應(yīng)釜。
2.加熱升溫階段:投料完畢后,向反應(yīng)釜同熱水升溫,原料在與催化劑充分混合的基礎(chǔ)上,吸收熱水提供的熱量,當加熱到一定值時,放熱反應(yīng)開始。該階段須在較短的時間內(nèi)把釜內(nèi)溫度或壓力升至開始反應(yīng)的狀態(tài),并且必須保持連續(xù)升溫升壓。
3.反應(yīng)放熱階段:本階段開始后,反應(yīng)過程中伴有強烈的放熱效應(yīng),并且反應(yīng)的放熱速率與反應(yīng)溫度之間是一種正反饋自激的關(guān)系。如果不及時移走反應(yīng)熱,將使溫度超出正常范圍,造成反應(yīng)不可控制,易引起“爆聚”或產(chǎn)生閥跳;如果加入過量的冷水又將使反應(yīng)激落,甚至造成“僵釜”現(xiàn)象。該階段控制時,不僅要求釜內(nèi)溫度或壓力連續(xù)上升,同時又要求不能產(chǎn)生超調(diào)。因此,這一階段是控制的難點,直接影響能否獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。
4.恒溫、恒壓階段:這是正常反應(yīng)階段,該階段反應(yīng)時間長,對控制精度要求較高。因此,恒溫段是反應(yīng)工藝的關(guān)鍵階段。
5.冷卻、回收及放料階段。
按反應(yīng)過程的生產(chǎn)壞境及其動態(tài)特性來分析,聚合反應(yīng)釜具有以下幾條工藝特點:
1.反應(yīng)一般包括倆個過程:一個是有自衡能力的開環(huán)穩(wěn)定的過程(加熱升溫階段和反應(yīng)初期);另一個是無自衡能力的、部可逆的開環(huán)不穩(wěn)定的強放熱反應(yīng)過程(反應(yīng)中后期)。
2.工業(yè)用反應(yīng)釜容量大、釜壁厚,因此是一個熱容量大、純滯后時間長的被控對象。
3.聚合反應(yīng)具有較大的時變性、不確定性和高度非線性。例如過程增益變化很大,甚至增益變化的方向都不一樣的;隨著反應(yīng)的進行,釜內(nèi)固體顆粒增多,釜的傳熱系數(shù)也會發(fā)生變化。
4.外界環(huán)境的變化(如催化劑活性、原料質(zhì)量、循環(huán)水、熱水及環(huán)境溫度變化等)對系統(tǒng)的干擾很大。
5.難以建立其機理模型。