[發明專利]一種碳纖維生產聚合反應的控制方法

有效

• 申請號: 202110028799.5
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112830995B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 王恩波;張偉;劉運波;趙彥國;張立堅;潘林武;宋立志;陳志敏;楊昆
• 申請（專利權）人: 榮成碳纖維科技有限公司
• 主分類號: C08F220/46
• 分類號: C08F220/46;C08F222/02;C08F2/00;B01J19/18;D01F9/22
• 代理公司: 北京怡豐知識產權代理有限公司 11293
• 代理人: 于振強

本發明涉及一種碳纖維生產聚合反應的控制方法，其解決了現有裝置和方法中存在的缺少攪拌器、缺少反應器液位控制以及沒有采集閥門位置信號作為反饋的技術問題，其包括如下步驟：準備就緒，復位指令觸發；投料開始；引發劑投入，夾套水系統投入；釜夾套水溫度控制、變頻攪拌速率計算調整；第一次溫度設定保持；釜夾套水二次溫度控制、變頻攪拌速率計算調整；二次升溫至設定值，變頻攪拌速率計算二次調整；第二次溫度設定保持；夾套水調節，變頻攪拌調整，反應釜壓力保持；反應完成、卸料。本發明可用于碳纖維生產聚合反應中。

技術領域

本發明涉及碳纖維生產控制方法，具體涉及一種碳纖維生產聚合反應的控制方法。

背景技術

PAN基碳纖維具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐疲勞、抗蠕變、導電、隔熱及熱膨脹系數小等特征，是具有綜合優異性能的新型碳材料，廣泛應用于航空、航天、化工、建筑及體育用品等行業。

PAN基碳纖維生產過程包括：聚合、紡絲、氧化碳化等階段。聚合是指采用丙烯睛(AN)、衣糠酸(IA)自由基溶液，以偶氮二異丁睛(AIBN)為引發劑，在二甲基亞颯(DMSO)中合成聚丙烯睛紡絲溶液。

聚合作為第一階段，是整個碳纖維生產的基礎，直接關系到最終產品的質量把控。在反應釜進料、聚合反應、出料的過程中，攪拌器的變頻啟動時間及速率會影響到整個聚合反應的反應時間、均勻性和不同批次變頻速率的區別。變頻攪拌是反應釜關鍵部件之一，根據釜內不同介質的物理學性質、容量、攪拌目的等選擇相應的攪拌器速度，對促進化學反應速度、提高生產效率能起到很大的作用。

公開號為CN107649079A的中國發明專利申請公開了一種碳纖維生產聚合反應控制裝置和方法，其中裝置包括DCS控制系統、由DCS控制系統控制動作的進料機構和溫度調節機構；溫度調節機構包括：溫度三通調節閥V3、分別安裝在兩路循環水路上的溫度調節閥V1和V2、分別安裝在兩路冷卻水路上的溫度調節閥V4和流量調節閥V5；V1、V2和V3所調節的水路混合后一方面直接進入到反應釜外的溫度調節夾層，另一方面流入到V3的一個入口；V5所調節的水路流入到V3的另一個入口；經V3混合后水路流入反應釜外的溫度調節夾層；DCS控制系統內設置有用于控制V2、V3和V4開度的混合調節模塊；該方法對各個參數的控制連續穩定，保證了聚合液的均一性。

但是，上述專利申請公開的裝置和方法主要存在以下問題：

1、該裝置中，缺少攪拌器，作為聚合反應，如果沒有攪拌器，聚合反應的均勻性無法得到保證；

2、該裝置缺少反應器液位控制，無法監控反應器液位，無法保證反應的連續性；

3、該裝置進料過程，沒有采集閥門位置信號作為反饋，如果閥門開關不到位，無法控制進料，導致進料控制失控，管線結焦。

發明內容

本發明就是為了解決現有裝置和方法中存在的缺少攪拌器、缺少反應器液位控制以及沒有采集閥門位置信號作為反饋的技術問題，提供一種結構合理、可保證聚合反應的均勻性及聚合液的質量的碳纖維生產聚合反應的控制方法。