[发明专利]PET生产系统的在线特性粘度检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PET生产系统的在线特性粘度检测方法。

背景技术

特性粘度(IV)是PET产品的一个主要指标，在纤维级、膜级、瓶级的相关标准中均有严格的波动范围。为达到要求，聚酯生产中，在选择在线粘度仪表上，通常采用杜邦的扭转式粘度计(TOV)或吉玛的毛细管式粘度计进行在线粘度的表示。除此之外在工艺生产过程中，也可以选择其他一些仪表参数进行粘度的相对表征，如：熔体泵电流、终聚釜搅拌电流、熔体管道的压力等。

采用PTA法四釜流程的聚酯生产线包括：依次相连的酯化釜、上流式反应器、预缩聚釜和终缩聚釜(即缩聚反应器)，其中上流式反应器出口的聚合度已经达到25左右，其特性粘度已经到达0.2dL/g以上。

目前，聚酯生产线多采用杜邦的扭转式粘度计(TOV)表示熔体的在线粘度。扭转式粘度计的工作原理：扭转式探头系统以其谐振频率和恒定的角振幅进行振荡，该探头力矩管和尖端浸入在工艺流体中，流体在探头尖端施加有粘滞现象，粘度越高，粘滞现象越显著，从而需要更多的能量来维持其恒定振幅的振荡。扭转式粘度计感测系统的频率和驱动电源的变化，并相应的将这些参数转化为流体粘度的变化值，由于熔体的温度和压力对黏度测量有直接的影响，为了消除这种影响，探头配备有一内置式的热传感器将补偿由于温度造成粘度信号的波动，同时有温度和压力补偿回路，使黏度的测量保持灵敏和稳定。最终以4-20mA的电流变化表示粘度的大小。

使用上述扭转式粘度计来检测每个反应装置的粘度，成本太高，并不现实。

中国专利文献公开号CN1552753公开了一种聚酯产品质量指标的软测量和工艺操作优化的方法，该方案的不足之处在于：生产过程中的指标由数学模型为基础进行实时在线模型推算和状态估计，其准确性易受各种因素的影响，可靠性较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在能够准确、及时的反映PET在线粘度的变化的PET生产系统的在线特性粘度检测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种PET生产系统的在线特性粘度检测方法，包括：PET熔体连续送入缩聚反应器进行缩聚反应，然后从缩聚反应器的出口送出，并经输送泵送至过滤器，经过滤器过滤的PET熔体经铸带头冷却固化后送入切粒机切粒成型；其特点是：输送泵与过滤器之间的管路上设有用于检测管内压力的第一压力传感器和第二压力传感器，所述输送泵由变频器控制；变频器、第一压力传感器和第二压力传感器与现场控制系统相连；现场控制系统通过变频器测得输送泵的转速并得出PET熔体的质量流量Qm，并根据第一压力传感器和第二压力传感器所测得的压力值得出其二处的压力差ΔPr，并根据以下第一公式：

ΔPr＝1.131×10⁴·(l/d⁴)·ηm·(Qm/Am)

得出PET熔体的动力粘度ηm；

式中：l为第一压力传感器和第二压力传感器之间的管路长度，d为管路内径，Am为PET熔体的密度；

现场控制系统根据以下第二公式：

lgηm＝-2.48+3300/T+5.021g(IV)

得出PET熔体的特性粘度IV；其中：T为绝对温度。

上述方案中，缩聚反应器的出口至输送泵之间、输送泵的出口至过滤器之间、过滤器的出口至铸带头之间的管路采用温控物料管，并使所述管路内的PET熔体的温度一致。

上述方案中，为进一步提高检测准确性，在过滤器的出口至铸带头之间的管路上设有与现场控制系统相连的第三压力传感器和第四压力传感器；现场控制系统根据第三压力传感器和第四压力传感器所测得的压力值得出其二处的压力差，然后根据上述第一和第二公式计算出PET熔体的另一特性粘度值IV.2，然后采用该特性粘度值IV.2对所述特性粘度IV进行偏差矫正，并得出经校正后的特性粘度值为IV+(IV-IV.2)/IV。

上述方案中，所述温控物料管采用夹套式热媒温控方式。

上述方案中，当现场控制系统通过第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器测得任意一处的压力小于预设最低值或预设最高值时，现场控制系统进行相应的报警处理，确保生产安全。

所述现场控制系统采用集散控制系统DCS。