Контроль технологического процесса

Скорость процесса полимеризации капролактама и свойства получаемого поликапроамида, определяемые его молекулярной массой, в значительной мере зависят от содержания стабилизатора и активатора в реакционной массе, длительности пребывания ее в полимеризационном аппарате, а также от температуры массы в ходе процесса полимеризации. Поэтому для получения полимера со стабильными свойствами и осуществления полимеризации в наиболее благоприятных условиях решающее значение имеет точное соблюдение режима процесса.

С увеличением продолжительности пребывания реакционной массы в полимеризационном аппарате увеличивается выход полимера (до достижения равновесия) и повышается его молекулярная масса. При непрерывном способе получения поликапроамида полимеризационный аппарат рассчитывается таким образом, чтобы при максимальной производительности продолжительность пребывания реакционной массы в нем была достаточна для достижения равновесного состояния процесса. В этом случае увеличение расхода реакционной массы через аппарат полимеризации приведет к уменьшению молекулярной массы получаемого полимера, если остальные параметры процесса останутся постоянными.

При изменении температуры реакционной массы в течение процесса полимеризации изменяется как скорость процесса, так и состав и молекулярная масса получаемого полимера.

Распределение температуры реакционной массы по поперечному сечению непрерывно действующего аппарата неравномерно, и, кроме того, в одних и тех же точках сечения температура не остается постоянной. Это обусловлено неравномерным распределением скорости реакционной массы, движущейся ламинарно по поперечному сечению аппаратов. Все это наряду с низкой теплопроводностью реакционной массы, приводит к тому, что создаются неодинаковые условия для протекания процесса полимеризации в разных точках поперечного сечения аппарата. Использовать температуру в качестве параметра для регулирования молекулярной массы получаемого поликапроамида при проведении полимеризации в аппаратах, применяемых в настоящее время, нецелесообразно, т. е. из-за низкой теплопроводности реакционной массы система имеет большую инерционность, а длительность переходных процессов увеличивается до 7−8 ед.изм.

Для получения поликапроамида заданной молекулярной массы в реакционную массу вводятся стабилизаторы (регуляторы), причем, даже незначительное отклонение в их дозировке уже сказывается на молекулярной массе получаемого поликапроамида. Между тем, влияние изменения дозировки стабилизатора на непрерывно действующих полимеризационных аппаратах можно зарегистрировать лишь на выходе из аппаратов расплава. То же самое можно сказать и относительно добавок активатора.

Следует отметить, что при изменении качества исходного капролактама (увеличение или уменьшение содержания примесей, колебания их состава и т. д.), появляется необходимость в корректировке значений некоторых параметров процесса. Если же состав исходного капролактама не изменяется, то необходимое качество получаемого поликапроамида обеспечивается поддержанием заданных параметров процесса полимеризации.

Для получения поликапроамида нужного качества в полимеризаторе необходимо автоматически поддерживать:

• — температуру реакционной массы;
• — соответствие подачи и отвода реакционной массы из аппарата предварительной полимеризации;
• — соотношение капролактама и добавок активатора и стабилизатора;
• — уровень расплава в полимеризаторе.