CN202995483U - 聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元，其特征是：在由聚合脱单体塔釜引出的聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液的出口管线中设置一溶解机；在溶解机的出口管线上设置一旁路管线，在旁路管线上设置用于测量聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液密度值的质量流量计；运算单元以质量流量计检测获得的密度值，通过运算获得聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中聚醋酸乙烯酯（PVAc）的在线浓度。本实用新型满足了生产不同聚合度的PVAc树脂浓度的连续工业化测量的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种聚醋酸乙烯酯在线浓度检测单元，更具体地说是应用在聚合度聚乙烯醇生产中的设备的聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元。
背景技术
在聚乙烯醇（PVA）生产中，通常采取溶液聚合法生产聚醋酸乙烯酯，再进一步醇解制备聚乙烯醇。在溶液聚合工艺中，醋酸乙烯酯在引发剂的作用下，在甲醇溶液中发生聚合反应。从聚合釜底部出来的物料为聚醋酸乙烯酯的甲醇溶液，还含有未聚合的醋酸乙烯酯单体，用泵连续打入脱单体精馏塔中进行聚醋酸乙烯酯的精制，把未聚合的醋酸乙烯酯单体从塔顶脱出，塔釜为精制后的聚醋酸乙烯酯甲醇溶液，为了保证后道工序的生产，该溶液的浓度需要得到控制。
在生产不同品种的PVA时，对聚醋酸乙烯酯的浓度要求也是不同的。但在生产同一品种的PVA时，要求其浓度变化范围要小，一般要求浓度的变化范围在±1%左右，否则，醇解过程中会造成醇解度的波动，造成成品PVA存在较大质量问题。
现有技术中对于聚醋酸乙烯酯的在线浓度控制没有相关的公开报导。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种应用在聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中的聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元，通过对聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中的聚醋酸乙烯酯的在线控制，以减小醇解过程中醇解度的波动，提高成品PVA的质量。
本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：
本实用新型聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元的结构特点是：
在由聚合脱单体塔釜引出的聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液的出口管线中设置一能使聚醋酸乙烯酯树脂和浓度调整甲醇能被均匀混合的溶解机；
在所述溶解机的出口管线上设置一旁路管线，在所述旁路管线上设置用于测量聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液密度值的质量流量计；
设置一运算单元，所述运算单元以所述质量流量计检测获得的密度值和温度值，通过运算获得聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中聚醋酸乙烯酯的在线浓度。
本实用新型聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元的结构特点也在于：所述溶解机是一对相互啮合的齿轮。
与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
1、本实用新型聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中的聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元的设置满 足了生产各种聚合度聚醋酸乙烯酯的工艺要求，解决了聚醋酸乙烯酯浓度不能连续有效控制的难题。
2、本实用新型聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中的聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元中，在进入密度测量前采用一对相互啮合的齿轮的溶解机，使块状树脂被有效碾碎溶解，从而使聚合反应液与稀释甲醇混合更加充分，降低了密度测量误差，使得经密度解析出的浓度测量更加精准，基本浓度测量误差和化验室分析结果误差较小，一般在1%以内。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中标号：1溶解机；2流量计；3运算单元；A为聚醋酸乙烯酯；B为浓度调整甲醇。
具体实施方式
参见图1，本实施例中聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元是：
在由聚合脱单体塔釜引出的聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液出口管线中设置一能使聚醋酸乙烯酯A和浓度调整甲醇B能被均匀混合的溶解机1，溶解机1中是一对用于相互啮合的齿轮。
在溶解机1的出口管线上设置一旁路管线，在旁路管线上设置用于测量聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液密度值的质量流量计2。
设置一运算单元3，运算单元3以质量流量计2检测获得的密度值，通过运算在线获得聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中聚醋酸乙烯酯的浓度检测值，以工艺控制所要求的设定浓度值为浓度控制目标值，针对浓度控制目标值和浓度检测值的差值经PID运算在树脂浓度调节器ARC中输出控制信号用于控制浓度调整甲醇的流量，即控制浓度调整甲醇的添加量，从而实现聚醋酸乙烯酯PVAc浓度的在线测量和控制。
关于运算单元3中的运算模型：
定义：V为体积，单位cm3；m为质量，单位g；ρ为密度，单位g/cm3 ；
由V=m/ρ推导出式(1)：
Con = K1-K2/ρ 式(1)
式(1)中：
Con 为PVAc甲醇溶液的浓度；
ρ：为检测获得的PVAc甲醇溶液的密度值；
K1：为溶剂甲醇密度的变化所引起的溶液浓度变化的修正系数；
K2：为溶质PVAc密度的变化所引起的溶液浓度变化的修正系数；
关于式(1)的推导过程：
根据V= m/ρ，可以得出下面的等式：
n (m1/ρ1+ m2/ρ2)= m3/ρ3 式(2)
式(1)中：
m1：定量溶液中溶质的质量；ρ1：溶质的密度值；
m2：定量溶液中溶剂的质量；ρ2：溶剂的密度值；
m3：定量溶液的质量； ρ3：溶液的密度值；
n：两种液体互溶时的液体体积收缩系数
若取100g 的PVAc和甲醇的混合溶液，则该溶液中的溶质（PVAc）的质量m1和溶剂（甲醇）的质量m2就可以等同于这两种物质在溶液（PVAc和甲醇）m3中的质量百分比浓度值。
已知PVAc在25℃下的密度为1.191g/cm3，甲醇在25℃下的密度为0.791g/cm3，设PVAc的质量百分比浓度为C，溶液的密度为ρ，则式(2)可以变换为：
nC/1.191+（100-C）n/0.791=100/ρ 推导得出如下式(3)：
（1/0.791-1/1.191）nC =100 n/0.791-100/ρ 式(3)
定义a=(1/0.791-1/1.191) n，b=100 n/0.791 则式(3)变换为：
aC=b-100/ρ 推导得出式(4)：
C=b/a-100/a×1/ρ 式(4)
定义k1= b/a；k2=100/a 则式（4）变换为：
C=k1-k2/ρ
K1和K2两个修正系数值的获得是通过现场取样，在实验室内分析，得到样品溶液的浓度值，即在现场取样的同时，记录下该样品检测获得的密度值，通过干燥称重法，分析得到这两个样的密度值所对应的实际浓度值，把相应的溶液密度和浓度值分别带入式(1)中，通过解二元一次方程组即可得到K1和K2值。
Claims (2)
1.聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元，其特征是：
在由聚合脱单体塔釜引出的聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液的出口管线中设置一能使聚醋酸乙烯酯树脂和浓度调整甲醇能被均匀混合的溶解机(1)；
在所述溶解机(1)的出口管线上设置一旁路管线，在所述旁路管线上设置用于测量聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液密度值的质量流量计(2)；
设置一运算单元(3)，所述运算单元(3)以所述质量流量计(2)检测获得的密度值和温度值，通过运算获得聚醋酸乙烯酯甲醇混合溶液中聚醋酸乙烯酯的在线浓度。
2.根据权利要求1所述的聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元，其特征是，所述溶解机(1)是一对相互啮合的齿轮。
Priority Applications (1)
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| CN 201220656019 CN202995483U (zh) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | 聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元 |
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| CN 201220656019 CN202995483U (zh) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | 聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元 |
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| CN202995483U true CN202995483U (zh) | 2013-06-12 |
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| CN (1) | CN202995483U (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102945051A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-02-27 | 安徽皖维高新材料股份有限公司 | 聚醋酸乙烯酯在线浓度控制单元 |
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2012
- 2012-12-03 CN CN 201220656019 patent/CN202995483U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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