海默生在线黏度计在聚酯生产中的应用,英国海默生在线粘度计

摘要:在涤纶部的聚酯切片(PET)连续生产过程中,特性黏度控制的好坏直接决定成品的质量的优劣,一旦发生特性黏度控制超标产品就会降等,造成严重的经济损失。因此如何有效的使用黏度计(海默生扭转振动式黏度计),确保特性黏度控制稳定,在装置生产中尤为重要。本文就是通过介绍黏度计,掌握黏度控制原理,从而正确的使用和维护黏度计;进而分析涤纶部聚酯装置的日常生产数据,发现聚酯生产中黏度控制影响因素,为聚酯工艺控制提供参考,确保成品质量优良。

关键词:特性粘度   黏度计 聚酯  黏度  维护

1 前 言

在涤纶部聚酯生产过程中,特性黏度控制的好坏直接决定成品的质量,一旦发生黏度控制超标产品就会降等,造成严重的经济损失。如何有效的使用黏度计(海默生扭转振动式黏度计),确保特性黏度的稳定,是保证装置产品质量关键。

2 黏度的定义及分类

2.1 黏度的定义

黏度是指流体对流动的阻抗能力,采用动力黏度、运动黏度或特性度数来表示。

流体分牛顿流体非牛顿流体两类。牛顿流体流动时所需剪应力[物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面,某单位面积上的内力称为应力,同截面相切的称为剪应力。]不随流速的改变而改变,纯液体和低分子物质的溶液属于此类;非牛顿流体流动时所需剪应力随流速的改变而改变,高聚物的溶液、混悬液、乳剂分散液体和表面活性剂的溶液属于此类,因此事业部聚酯生产中的高聚熔体就是非牛顿流体。

2.2 动力黏度和特性黏度的定义及相互关系

动力黏度是指液体以1cm/s的速度流动时,在每1cm2平面上所需剪应力的大小, 单位是Pa·s,即10泊。

计算公式是:

 

在相同温度下,液体的动力黏度与其密度的比值,再乘106,即得该液体的运动黏度,以mm2/s为单位。测量黏度的黏度计很多,我们经常用到的有毛细管式和旋转式两类黏度计。涤纶部1#聚酯装置所使用的海默生在线黏度计,它用来在线测量的动力黏度、特性粘度

特性黏度是,当高分子溶液浓度趋于零时的比浓粘度,是反映高分子特性的粘度,其值不随浓度而改变,即分析室的黏度分析数据。在聚酯生产中,就是用特性黏度作为最终的黏度指标判断依据。以本装置为例,本装置大有光切片的特性黏度的控制指标为0.675±0.010,3#聚酯装置CP1全消光切片的特性黏度控制指标为0.685±0.010。在我们装置的日常生产中,就是以分析室分析出的切片特性黏度为参照,通过调整在线黏度计的动力黏度控制值,实现的正常黏度指标。然而,我们只有了解了,特性黏度和动力黏度的测量方法,我们才能使用现有的的设备对产品黏度进行有效的控制。

3 海默生在线黏度计介绍

对于特性黏度的测量,质量分析室里有严密的测算步骤,分析数据较为科学、准确,排除人为因素、可靠性较高,本文对其测量方法不作介绍。现在就海默生黏度计的测量原理为例,介绍T海默生黏度计是如何进行熔体动力黏度的测量和控制。海默生在线黏度计,是扭转振荡黏度计的简称,它具有一套精密的黏度测量系统,在线适时反映黏度测量值。

3.1 海默生黏度计的工作原理

海默生黏度计由带法兰的探头( Probe) 和变送器两大部分组成。探头直接安装在熔体管线上,探头浸在工艺介质之中,以其谐振频率等幅振荡,由转换器供给探头的电源以启动并维持其等幅振荡。当黏性介质流过探头时,由于介质的黏性拖住探头而使其振幅衰减,介质黏度越高,拖力越大,为了维持探头等幅振荡所加的电能越多。海默生转换器能检测到系统中补充电能的变化,并将它转换成与介质黏度成比例的4~ 20mA DC信号至DCS。

在线黏度计动力黏度与特性黏度的对应关系

聚酯装置在线黏度计的虽然测定的是动力黏度下的黏度,但是在实际使用中在线黏度计已经将该动力黏度换算成特性黏度,因此在线黏度计测定出的动力黏度也可以称为相对特性黏度,极大的方便了对产品黏度的控制。以表一下是在线黏度计和特性黏度的对照表,从表中可以看出当控制黏度是50%的时候,相对特性黏度为0.675的中心值。

温度补偿对黏度测量的影响

流体在不同温度下对应黏度也不相同,以下是聚合熔体在不同温度下的黏度对比曲线

 压力补偿在黏度测量的影响

黏度计的压力补偿范围可达4. 9 MPa ,即由于熔体过滤器逐渐变脏,引起过滤器前压力变化时,黏度计也将补偿其压力变化对黏度测量的影响,本装置所使用的熔体过滤器前压力变化范围是(7.5MPa~15.5MPa),变化范围已接近8MPa,压力补偿已不完全能够消除压力变化对黏度测量的影响,因此装置必须合理安排熔体过滤器切换清洗的周期,消除压力变化造成的黏度测试误差,经验值是14.5MPa时切换熔体过滤器清洗。

英国海默生在线粘度计技术参数:

技术参数:
精 度:± 1 %(读数)
重 复 性:± 0.3 %
量 程: 0-1000,000,000cP
温度范围(集成温度传感器):–40°C ~ 450°C
压力范围:70Mpa.
过程连接:法兰、螺纹、卫生卡箍可选
探头长度:234mm(可定制长度)
重 量:4 kg
材 质:316 ss/L(其它材质可选)
防护等级:IP67
变送器
防护等级:IP65
电 源:24V DC @ 100mA
模拟输出:3路4-20mA,黏度, 修正黏度,温度
数字输出:RS485 Modbus总线
温度补偿:支持 压力补偿:支持 报 警:2路电压触点输出

 


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