CN103900933A - 一种监测甲苯二异氰酸酯焦油粘度的方法 - Google Patents

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勾志江
于正一
贾培世
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Abstract

一种监测甲苯二异氰酸酯焦油粘度的方法。本发明公开了一种监测流体粘度的方法。该方法包括下述步骤：（1）将流体经过监测流体粘度的装置，分别测得第一流量支路的质量流量M1和第二流量支路的质量流量M2，以及流体的密度ρ，然后代入下列公式计算出k1、k2和k3；同时测出流体的温度；M1/ρ=V1π(d1/2)2，M2/ρ=V2π(d2/2)2，k1=3600L1/[(ρV1d1)0.25d1]，k2=3600L2/[(ρV2d2)0.25d2]，k3=(V2/V1)2；（2）用步骤（1）得到的k1、k2和k3代入公式μ=[(1-k3)/(k3k2-k1)]4，其中μ为流体粘度。本发明的监测流体粘度的方法操作简单，适合工业化生产。

Description

一种监测甲苯二异氰酸酯焦油粘度的方法
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其涉及一种监测甲苯二异氰酸酯焦油粘度的方法
背景技术
异氰酸酯是重要的有机合成的中间体，大多由胺光气化法生产制造。胺光气化法多采用液相法，即将原料溶于溶剂中，反应在溶液中进行。反应产物为异氰酸酯、氯化氢及其它副产物。
在线粘度计的测量技术和应用已有几十年的历史，许多工业生产过程中都需要进行粘度的连续自动测量与控制。
为了取得更高的甲苯二异氰酸酯收率，甲苯二异氰酸酯焦油需要进一步浓缩回收，目前已有关于甲苯二异氰酸酯焦油处理过程中发生焦油缩合分解从而爆炸的报道，所以系统的温度和粘度控制可以有效地避免事故的发生。
在线粘度计的类型很多，根据测量原理不同，分为毛细管式、旋转式、振动式、注塞式。各类在线粘度计的测量原理不同，适用的流体和工艺条件也各不相同，需要根据测量流体的流变学特性和现场工艺条件进行选择，不能随意确定，以免造成不必要的损失。
现有的传统的在线粘度计转动部件易损坏且价格较高，粘度计内置模块损坏使得粘度计没有读数。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于为了克服现有的粘度监测方法转动部件易损坏且价格较高，粘度计内置模块损坏使得粘度计没有读数的缺陷，提供了一种监测流体粘度的方法。该方法操作简单，无可动部件，可同时测得流体的密度和粘度，在安装流量计的同时安装温度变送器，根据温度的变化对粘度进行补偿，适合工业化生产。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
本发明提供了一种监测流体粘度的方法，其包括下述步骤：
（1）将流体经过监测流体粘度的装置，分别测得第一流量支路的质量流量M1和第二流量支路的质量流量M2，以及流体的密度ρ，然后代入公式1-5计算出k1、k2和k3；同时测出流体的温度；其中，所述的监测流体粘度的装置包括一科里奥利质量流量计和通过管道连接该科里奥利质量流量计的一温度变送器，该科里奥利质量流量计为包括一第一流量支路和一第二流量支路的科里奥利质量流量计；
M1/ρ=V1π(d1/2)2，式1；
M2/ρ=V2π(d2/2)2，式2；
k1=3600L1/[(ρV1d1)0.25d1]，式3；
k2=3600L2/[(ρV2d2)0.25d2]，式4；
k3=(V2/V1)2，式5；
其中，L1为第一流量支路的长度，单位为m；
d1为第一流量支路的直径，单位为m；
L2为第二流量支路的长度，单位为m；
d2为第二流量支路的直径，单位为m；
V1为第一流量支路的流体流速，单位为m/s；
V2为第二流量支路的流体流速，单位为m/s；
M1和M2的单位为kg/h；
ρ为流体的密度，单位为kg/m3；
（2）用步骤（1）得到的k1、k2和k3代入公式μ=[(1-k3)/(k3k2-k1)]4，其中μ为流体粘度，单位为cp。
本发明中，所述的科里奥利质量流量计内的流体较佳地无气液两相同时存在。
本发明中，所述的科里奥利质量流量计的安装可以有直管段和/或弯管段。
本发明中，较佳地，所述的科里奥利质量流量计的入口设置一循环泵。所述的循环泵的出口的压力较佳地为大于所述流体的饱和蒸汽压。
本发明中，所述的流体较佳地为甲苯二异氰酸酯焦油。
本发明中，所述的科里奥利质量流量计及连接科里奥利质量流量计的管道较佳地均使用蒸汽伴热。当流体为甲苯二异氰酸酯焦油时，所述的蒸汽的压力较佳地为0.3Mpa。
本发明中，当长距离输送时，所述的科里奥利质量流量计较佳地位于循环泵的出口，靠近流体上游，即压力较高的地方。
本发明的监测流体粘度的方法不仅适用于甲苯二异氰酸酯焦油的粘度监测，并且还可作为适用于满足其他物质生产工艺条件的粘度监测。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
（1）本发明的监测流体粘度的方法操作简单，无可动部件，在测量流量的同时，可同时测得流体的密度和粘度，根据温度的变化对粘度进行补偿，适合工业化生产；
（2）测量装置的仪表无可动部件，避免了振动或转动部件易损坏的缺点，提高了连续测量的稳定性。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的甲苯二异氰酸酯焦油粘度的监测装置结构图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
图1为甲苯二异氰酸酯焦油粘度的监测装置结构图。箭头所示为流体流向，焦油浓缩塔3中的流体经过循环泵4和温度变送器5后，分别经过第一流量支路61和第二流量支路61’通过科里奥利质量流量计6。
本发明的监测甲苯二异氰酸酯焦油粘度的方法如下：
（1）分别测得两个流量支路的质量流量M1和M2，以及流体的密度，然后代入下列公式计算出k1、k2和k3；同时测出甲苯二异氰酸酯焦油的温度；
M1/ρ=V1π(d1/2)2，M2/ρ=V2π(d2/2)2，k1=3600L1/[(ρV1d1)0.25d1]，k2=3600L2/[(ρV2d2)0.25d2]，k3=(V2/V1)2，
其中，L1为第一流量支路的长度，d1为第一流量支路的直径，L2为第二流量支路的长度，d2为第二流量支路的直径，V1为第一流量支路的流体流速，V2为第二流量支路的流体流速，ρ为流体的密度；
本实施例中，L1=1.398m，L2=0.819m，d1=0.15m，d2=0.04m。
（2）用步骤（1）得到的k1、k2和k3代入公式μ=[(1-k3)/(k3k2-k1)]4，得出甲苯二异氰酸酯焦油的粘度μ。
测得的甲苯二异氰酸酯焦油的流量、粘度和温度的数据见表1。
表1甲苯二异氰酸酯焦油的流量、粘度和温度数值
流量M1（t/h） 流量M2（t/h） 粘度（cp） 温度（℃）
243.9 53.0 57.3 117.4
244.4 53.1 55.8 117.2
244.5 53.3 54.5 117.0
244.7 53.4 53.2 116.6
244.5 53.6 51.2 116.5
244.4 53.7 49.8 116.6
245.1 53.8 49.5 116.6
244.5 53.7 49.0 116.6
244.1 53.8 48.0 116.6
244.4 53.8 48.1 116.4
244.7 54.1 45.6 116.1
245.2 54.3 44.7 115.9
244.5 54.3 43.2 115.9
244.7 54.4 42.7 115.9
244.7 54.4 42.4 116.1
244.6 54.3 43.1 116.2
244.8 54.3 43.5 116.3
244.3 54.3 43.8 116.3
244.8 54.3 44.2 116.4
244.9 54.2 44.8 116.6
244.7 54.2 45.2 116.6
244.6 54.2 45.2 116.5
245.1 54.2 45.0 116.4
244.8 54.1 45.1 116.5
244.4 54.0 45.6 116.6
244.3 54.0 46.8 116.7
244.9 54.1 45.7 116.6
245.0 54.2 45.5 116.5
245.1 54.1 45.5 116.4
245.3 54.1 46.0 116.4
244.9 54.2 45.2 116.4
244.7 54.2 44.0 116.2
244.6 54.3 43.8 116.1
245.0 54.3 44.0 116.1
244.7 54.3 44.8 116.1
本发明的监测方法可以动态实时监测甲苯二异氰酸酯焦油的粘度和温度，根据温度的变化对粘度进行补偿，适合工业化生产。

Claims (9)

1.一种监测流体粘度的方法，其特征在于，其包括下述步骤：
（1）将流体经过监测流体粘度的装置，分别测得第一流量支路的质量流量M1和第二流量支路的质量流量M2，以及流体的密度ρ，然后代入公式1-5计算出k1、k2和k3；同时测出流体的温度；其中，所述的监测流体粘度的装置包括一科里奥利质量流量计和通过管道连接该科里奥利质量流量计的一温度变送器，该科里奥利质量流量计为包括一第一流量支路和一第二流量支路的科里奥利质量流量计；
M1/ρ=V1π(d1/2)2，式1；
M2/ρ=V2π(d2/2)2，式2；
k1=3600L1/[(ρV1d1)0.25d1]，式3；
k2=3600L2/[(ρV2d2)0.25d2]，式4；
k3=(V2/V1)2，式5；
其中，L1为第一流量支路的长度，单位为m；
d1为第一流量支路的直径，单位为m；
L2为第二流量支路的长度，单位为m；
d2为第二流量支路的直径，单位为m；
V1为第一流量支路的流体流速，单位为m/s；
V2为第二流量支路的流体流速，单位为m/s；
M1和M2的单位为kg/h；
ρ为流体的密度，单位为kg/m3；
（2）用步骤（1）得到的k1、k2和k3代入公式μ=[(1-k3)/(k3k2-k1)]4，其中μ为流体粘度，单位为cp。
2.如权利要求1所述的监测流体粘度的方法，其特征在于，所述的科里奥利质量流量计内的流体无气液两相同时存在。
3.如权利要求1所述的监测流体粘度的方法，其特征在于，所述的科里奥利质量流量计的安装有直管段和/或弯管段。
4.如权利要求1所述的监测流体粘度的方法，其特征在于，所述的科里奥利质量流量计的入口设置一循环泵。
5.如权利要求4所述的监测流体粘度的方法，其特征在于，所述的科里奥利质量流量计位于所述的循环泵的出口。
6.如权利要求4所述的监测流体粘度的方法，其特征在于，所述的循环泵的出口的压力大于所述流体的饱和蒸汽压。
7.如权利要求1所述的监测流体粘度的方法，其特征在于，所述的流体为甲苯二异氰酸酯焦油。
8.如权利要求1所述的监测流体粘度的方法，其特征在于，所述的科里奥利质量流量计及连接科里奥利质量流量计的管道均使用蒸汽伴热。
9.如权利要求8所述的监测流体粘度的方法，其特征在于，所述的流体为甲苯二异氰酸酯焦油，所述的蒸汽的压力为0.3Mpa。
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