Monitoramento em tempo real da taxa de esterificação do poliéster
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A reação de esterificação geralmente envolve 4 substâncias. Por exemplo, o ácido tereftálico (PTA) e o etileno glicol (EG) reagem sob certas condições para formar o dietilenglicolato de ácido tereftálico (BHET) e água. Existem grandes diferenças na densidade (peso específico) dessas 4 substâncias. O reagente PTA tem uma densidade de 1,55; o EG, 1,1155; o produto BHET, 1,089; e a água, 1,000. É evidente que, quando a proporção dos materiais de entrada é constante (conhecida), a densidade de todo o sistema reacional (ou seja, do conjunto de quatro substâncias mencionadas) varia à medida que a reação avança (ou seja, à medida que a taxa de esterificação aumenta). Portanto, é possível calcular a taxa de esterificação por meio da medição em tempo real da densidade do sistema reacional, em combinação com a proporção dos materiais de entrada. Considerando a complexidade da reação de esterificação, com base no método de densidade mencionado acima, e levando em conta outras características do processo de esterificação, utilizam-se várias abordagens para estimar a taxa de esterificação. Isso constitui o que se chama de “integração de informações de múltiplos sensores”, com o objetivo de aumentar a precisão e a confiabilidade na medição da taxa de esterificação. Por exemplo, o método de cálculo baseado no calor e o método de elevação do ponto de ebulição, entre outros. Por meio dos métodos acima, são calculados modelos que determinam parâmetros como a taxa de esterificação da reação de esterificação, os quais são exibidos em tempo real no DCS, orientando assim a produção.
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No estágio final da reação de esterificação, são formados principalmente oligômeros com um peso molecular de cerca de 1000. Portanto, a densidade de todo o sistema está em constante mudança. Se quisermos usar a densidade para medir o grau de progresso da reação de esterificação, é necessário levar em consideração o impacto do processo de formação de oligômeros com diferentes massas moleculares no modelo de monitoramento. Se for possível resolver o problema da medição da densidade, então sua ideia realmente tem grande viabilidade. Geralmente, usamos a linha de nível do tanque de água resultante da esterificação para avaliar o grau de esterificação, o que não é muito preciso. Porque uma parte do etileno glicol será eliminada junto com a água. Além disso, uma parte da água também permanecerá na torre de processo.