[發明專利]在線連續檢測方法以及聚合反應方法

有效

• 申請號: 201610905931.5
• 申請日: 2016-10-18
• 公開（公告）號: CN107703099B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李洪泊;趙姜維;羅俊杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N11/04;C08F2/01;C08F2/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發明涉及聚合物制備領域，公開了一種在線連續檢測設備和方法以及聚合反應系統和方法。所述在線連續檢測設備包括聚合物溶液入口(1)、溶劑入口(2)、混合裝置(3)、在線折光儀(4)、在線粘度儀(5)和稀釋液出口管線(6)；待檢測聚合物溶液和溶劑分別通過聚合物溶液入口(1)和溶劑入口(2)引入混合裝置(3)中混合均勻，所得稀釋液通過稀釋液出口管線(6)引出，并分別通過在線折光儀(4)和在線粘度儀(5)測定所述稀釋液的折射率和粘度，接著計算出待檢測聚合物的熔融指數或門尼粘度。該在線連續檢測設備精準度高，平穩性好，可長周期運行，對環境和操作人員不會造成任何危害。

技術領域

本發明涉及聚合物制備領域，具體地，涉及一種在線連續檢設備、一種聚合反應系統、一種在線連續檢測方法以及一種聚合反應方法。

背景技術

合成聚合物材料對于人民生活的重要性不言而喻，是支撐國民經濟的重要組成部分。2014年，我國在聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS 五大通用合成樹脂上的產能約7540萬噸/年，約占全世界產能的25％左右。在合成橡膠方面，中國為第一大合成橡膠生產國，產能超過500萬噸/年，可生產七大合成橡膠(指丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、丁腈橡膠和丁基橡膠)及多種特種橡膠，這些橡膠被廣泛用于生產輪胎、膠管、膠帶、膠塞和密封材料等。

對于聚合物材料而言，分子量大小對其性能影響至關重要，尤其是力學性能和加工性能。在聚合物生產中，合成樹脂和合成橡膠通常分別用熔融指數和生膠門尼粘度值來間接表征產品分子量大小情況，并作為產品出廠的一個最重要的指標。對于不同的聚合物材料以及不同的應用領域，都有一個合適范圍的熔融指數或生膠門尼粘度，超過合適范圍均無法使用，同時熔融指數或生膠門尼粘度波動范圍越窄，其產品等級越高。以順丁橡膠BR9000為例，國標GB/T 8659規定其合格品的生膠門尼粘度為45±7，一等品為45± 5，優級品則為45±4。隨著精細化生產要求逐漸提高，優級品已不能滿足如今部分下游應用領域需求，下游企業提出將生膠門尼粘度值控制在45±3或更窄的范圍中。這對聚合物生產企業的產品質量控制提出了更高的要求。目前在幾乎所有的聚合物生產裝置上，熔融指數和生膠門尼粘度值都依靠離線取樣測試來控制。以合成橡膠裝置為例，具體操作為人工從裝置管線上取出聚合物溶液，經凝聚、干燥后制得樣品，采用門尼粘度儀測定結果。這種方式存在很多弊端，主要包括：(1)結果滯后。從取樣到獲得結果通常需要1 小時或更長時間，生產上無法根據結果實時調節工藝條件。(2)取樣間隔長。由于需要人工采樣，考慮人工成本和現實情況，無法密集取樣，取樣間隔通常都在1小時以上。以上兩個弊端都使得高分子化工生產很難做到精確控制，無法將不同批次的產品熔融指數或生膠門尼粘度值控制在一個較窄的范圍內。(3)環境污染。取樣和制樣操作中，無可避免會對環境和人員構成危害。

采用在線連續檢測設備是解決離線檢測問題最好的途徑。中國專利申請200810018135.5公開了一種石油樹脂聚合物料粘度在線連續檢測方法，該方法采用安裝在管道上的各類檢測儀表采集現場數據，通過預先設定在計算機內的模型計算出物料的粘度，檢測結果精確可靠，滯后時間小。再如中國專利申請201010192854.6公開了一種乳聚丁苯橡膠轉化率在線檢測裝置，該裝置利用垂直測量管的壓差、溫度和環境溫度三個數據組建計算公式，實時獲得轉化率數據。

然而，對于溶聚聚合物材料而言，由于生產時大分子溶解在溶劑中，其溶液粘度通過較高，如順丁橡膠BR9000生產過程中的溶液粘度一般在 5000mPa·s以上，稀土順丁橡膠和異戊橡膠的粘度更是超過10000mPa·s。如此高的溶液粘度使得在線儀表的精準度不高，更致命是在線儀表探頭易堵塞，根本無法長周期使用，從而也無法在工業裝置上應用。

發明內容

為了解決上述矛盾，本發明提供了一種新的在線連續檢測設備、一種聚合反應系統、一種在線連續檢測方法以及一種聚合反應方法。

具體地，本發明提供了一種在線連續檢測設備，其中，該設備包括混合裝置、設置在所述混合裝置上的聚合物溶液入口和溶劑入口以及稀釋液出口管線、設置在所述稀釋液出口管線上的在線折光儀和在線粘度儀；