Echtzeit-Überwachung der Polyesteresterifizierungsrate

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Die Esterifizierungsreaktion beinhaltet in der Regel vier Stoffe. Beispielsweise werden Terephthalsäure (PTA) und Ethylenoxid (EG) unter bestimmten Bedingungen miteinander verestert, wodurch Terephthalsäurediethylester (BHET) sowie Wasser entstehen. Die Dichten (Spezifitäten) dieser vier Stoffe weisen erhebliche Unterschiede auf: Der Reaktant PTA hat eine Dichte von 1,55, EG 1,1155, das Produkt BHET 1,089 und Wasser 1,000. Offensichtlich variiert die Dichte des gesamten Reaktionsgemisches – also des Gemischs aus den vier genannten Stoffen – je nach Fortschritt der Reaktion (also je nach Estrierungsgrad), sofern das Mischverhältnis der Zutaten konstant ist (bekannt ist). Daher kann durch die Online-Überwachung der Dichte des Reaktionsgemisches sowie unter Berücksichtigung des Mischverhältnisses der Zutaten mithilfe eines Modells der Estrierungsgrad der Estrierungsreaktion berechnet werden. Angesichts der Komplexität der Esterifizierungsreaktion wird auf der Grundlage der oben beschriebenen Dichtemethode, unter Berücksichtigung weiterer Eigenschaften des Esterifizierungsprozesses, die Esterifizierungsrate durch mehrere Methoden geschätzt. Dadurch entsteht das sogenannte „Multisensor-Fusion-Verfahren“, mit dem die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Bestimmung der Esterifizierungsrate verbessert werden soll. Zum Beispiel die Wärmemengenmethode, die Methode der Erhöhung des Siedepunkts usw. Mithilfe der oben beschriebenen Methoden werden mithilfe von Modellen Parameter wie die Esterifizierungsrate der Esterifizierungsreaktion berechnet, die in Echtzeit im DCS angezeigt werden, um die Produktion zu steuern.