一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法和系统，所述方法包括以下步骤：确定聚酯树脂合成酯化过程所属阶段；根据所属阶段预设升温速率和预设回流比；检测馏出液的醇浓度；根据馏出液的醇浓度、预设升温速率和预设回流比调整实际升温速率和实际回流比。本发明专利技术通过先确定聚酯树脂合成酯化过程所属阶段，然后根据聚酯树脂合成酯化过程所属阶段预设不同的升温速率和回流比，最后再根据馏出液的醇浓度、预设升温速率和回流比调整实际升温速率和实际回流比，从而使得聚酯树脂的合成效率达到最优，同时减少原材料的损失量，降低反应过程中回流的水溶液对热量的消耗。本发明专利技术可广泛应用于化工合成控制技术领域。

A control method and system of polyester resin synthesis esterification process

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法和系统
本专利技术涉及化工合成控制
，尤其涉及一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法和系统。
技术介绍
粉末涂料用聚酯树脂合成的第一阶段反应为酯化反应，其平衡常数较小，需要脱除原材料中以及反应生成的水以促进平衡正向移动。由于聚酯树脂合成原材料包含多元酸、多元醇，其中，多元醇多使用新戊二醇(或90％新戊二醇水溶液)、乙二醇、甲基丙二醇等，这些醇类沸点与水较接近，通常可与水以任意比例互溶，因此，导致原材料中的醇与体系内的水难以分离。现有的合成设备多采用间歇式反应釜，在间歇式反应釜合成聚酯树脂的控制方式主要有：(1)控制精馏柱塔顶温度，塔顶温度低于设定值时不开回流泵，塔顶温度超过设定值时打开回流泵直至塔顶温度降低到设定值；(2)将回流罐设置在高于精馏柱顶部，控制回流管路阀门一定的开度，利用馏出液自重进行回流；(3)设定回流泵在一个恒定回流比进行回流。但是，在聚酯树脂合成酯化过程中，每个阶段所需要的温度和回流比是不相同的，且温度和回流比均影响合成效果，然而，上述控制方法均存在以下特点：只控制合成过程的温度或者只控制合成过程的回流比，从而在使用现有的合成控制方法控制聚酯树脂合成时，原材料醇的损失量较大，能耗较高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法和系统，其能降低能耗和原材料醇的损失量。本专利技术实施例的第一方面提供了：一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法，其包括以下步骤：确定聚酯树脂合成酯化过程所属阶段；根据所属阶段预设升温速率和预设回流比；检测馏出液的醇浓度；根据馏出液的醇浓度、预设升温速率和预设回流比调整实际升温速率和实际回流比。进一步地，所述聚酯树脂合成酯化过程所属阶段包括酯化初期、酯化中期和酯化末期。进一步地，所述根据所属阶段预设升温速率和预设回流比，其具体包括：在确定所属阶段为酯化初期后，将预设升温速率设置为第一升温速率，将预设回流比设置为第一回流比；在确定所属阶段为酯化中期后，将预设升温速率设置为第二升温速率，将预设回流比设置为第二回流比；在确定所属阶段为酯化末期后，将预设升温速率设置为第三升温速率，将预设回流比设置为第三回流比。进一步地，在确定所述聚酯树脂合成酯化过程所属阶段为酯化中期后，所述根据馏出液的醇浓度、预设升温速率和预设回流比调整实际升温速率和实际回流比，其具体包括：计算第一时刻的第一醇浓度和第二时刻的第二醇浓度，所述第一时刻位于第二时刻之前；获取酯化中期的预设升温速率和预设回流比固定值，以及第一时刻的实际升温速率、第二时刻的实际升温速率和第二时刻的实际回流比；预设醇浓度警戒值、醇浓度预设值和回流比预设值，所述醇浓度预设值小于醇浓度警戒值；在确定第二醇浓度大于第一醇浓度时，执行步骤一或者步骤二；在确定第二醇浓度小于或者等于第一醇浓度时，执行步骤三或者步骤四；所述步骤一，其具体为：在确定第二醇浓度大于醇浓度预设值且第二醇浓度小于醇浓度警戒值，以及第二时刻的实际回流比大于或者等于回流比预设值后，将第二时刻的实际回流比设置为预设回流比固定值，并根据第一时刻的实际升温速率调整第二时刻的实际升温速率；所述步骤二，其具体为：在确定第二醇浓度大于或者等于醇浓度警戒值后，将第二时刻的实际升温速率设置为零，将第二时刻的实际回流比设置为100％；所述步骤三，其具体为：在确定第二醇浓度大于醇浓度预设值且第二醇浓度小于醇浓度警戒值后，将第二时刻的实际升温速率设置为按酯化中期的预设升温速率升温，将第二时刻的实际回流比设置为预设回流比固定值；所述步骤四，其具体为：在确定第二醇浓度小于或者等于醇浓度预设值后，将第二时刻的实际升温速率设置为按酯化中期的预设升温速率升温，并根据第二醇浓度调整第二时刻的实际回流比。进一步地，所述检测馏出液的醇浓度，其具体包括：检测馏出液的温度和折光率；根据检测到的温度和折光率计算馏出液的醇浓度。本专利技术实施例的第二方面提供了：一种聚酯树脂合成酯化过程的控制系统，其包括合成装置和主控制模块，所述合成装置包括反应釜、精馏塔、冷凝器、回流控制模块和浓度检测模块，所述反应釜、精馏塔、冷凝器和回流控制模块依次连接，所述浓度检测模块设置在所述冷凝器与所述回流控制模块的连接部，所述反应釜上设有热媒控制阀，所述热媒控制阀、浓度检测模块和回流控制模块均与所述主控制模块连接，所述主控制模块用于执行以下步骤：确定聚酯树脂合成酯化过程所属阶段；根据所属阶段预设升温速率和预设回流比；检测馏出液的醇浓度；根据馏出液的醇浓度、预设升温速率和预设回流比调整实际升温速率和实际回流比。进一步地，所述浓度检测模块包括温度检测模块和折光率检测模块，所述温度检测模块和折光率检测模块均设置在所述冷凝器与所述回流控制模块的连接部。进一步地，所述冷凝器与所述回流控制模块的连接部上设置有U型管，所述温度检测模块和折光率检测模块均设置在U型管底部。进一步地，所述根据所属阶段预设升温速率和预设回流比，其具体包括：在确定所属阶段为酯化初期后，将预设升温速率设置为第一升温速率，将预设回流比设置为第一回流比；在确定所属阶段为酯化中期后，将预设升温速率设置为第二升温速率，将预设回流比设置为第二回流比；在确定所属阶段为酯化末期后，将预设升温速率设置为第三升温速率，将预设回流比设置为第三回流比。进一步地，在确定所述聚酯树脂合成酯化过程所属阶段为酯化中期后，所述根据馏出液的醇浓度、预设升温速率和预设回流比调整实际升温速率和实际回流比，其具体包括：计算第一时刻的第一醇浓度和第二时刻的第二醇浓度，所述第一时刻位于第二时刻之前；获取酯化中期的预设升温速率和预设回流比固定值，以及第一时刻的实际升温速率、第二时刻的实际升温速率和第二时刻的实际回流比；预设醇浓度警戒值、醇浓度预设值和回流比预设值，所述醇浓度预设值小于醇浓度警戒值；在确定第二醇浓度大于第一醇浓度时，执行步骤一或者步骤二；在确定第二醇浓度小于或者等于第一醇浓度时，执行步骤三或者步骤四；所述步骤一，其具体为：在确定第二醇浓度大于醇浓度预设值且第二醇浓度小于醇浓度警戒值，以及第二时刻的实际回流比大于或者等于回流比预设值后，将第二时刻的实际回流比设置为预设回流比固定值，并根据第一时刻的实际升温速率调整第二时刻的实际升温速率；所述步骤二，其具体为：在确定第二醇浓度大于或者等于醇浓度警戒值后，将第二时刻的实际升温速率设置为零，将第二时刻的实际回流比设置为100％；所述步骤三，其具体为：在确定第二醇浓度大于醇浓度预设值且第二醇浓度小于醇浓度警戒值后，将第二时刻的实际升温速率设置为按酯化中期的预设升温速率升温，将第二时刻的实际回流比设置为预设回流比固定值；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：/n确定聚酯树脂合成酯化过程所属阶段；/n根据所属阶段预设升温速率和预设回流比；/n检测馏出液的醇浓度；/n根据馏出液的醇浓度、预设升温速率和预设回流比调整实际升温速率和实际回流比。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
确定聚酯树脂合成酯化过程所属阶段；
根据所属阶段预设升温速率和预设回流比；
检测馏出液的醇浓度；
根据馏出液的醇浓度、预设升温速率和预设回流比调整实际升温速率和实际回流比。


2.根据权利要求1所述的一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法，其特征在于：所述聚酯树脂合成酯化过程所属阶段包括酯化初期、酯化中期和酯化末期。


3.根据权利要求2所述的一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法，其特征在于：所述根据所属阶段预设升温速率和预设回流比，其具体包括：
在确定所属阶段为酯化初期后，将预设升温速率设置为第一升温速率，将预设回流比设置为第一回流比；
在确定所属阶段为酯化中期后，将预设升温速率设置为第二升温速率，将预设回流比设置为第二回流比；
在确定所属阶段为酯化末期后，将预设升温速率设置为第三升温速率，将预设回流比设置为第三回流比。


4.根据权利要求3所述的一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法，其特征在于：在确定所述聚酯树脂合成酯化过程所属阶段为酯化中期后，所述根据馏出液的醇浓度、预设升温速率和预设回流比调整实际升温速率和实际回流比，其具体包括：
计算第一时刻的第一醇浓度和第二时刻的第二醇浓度，所述第一时刻位于第二时刻之前；
获取酯化中期的预设升温速率和预设回流比固定值，以及第一时刻的实际升温速率、第二时刻的实际升温速率和第二时刻的实际回流比；
预设醇浓度警戒值、醇浓度预设值和回流比预设值，所述醇浓度预设值小于醇浓度警戒值；
在确定第二醇浓度大于第一醇浓度时，执行步骤一或者步骤二；
在确定第二醇浓度小于或者等于第一醇浓度时，执行步骤三或者步骤四；
所述步骤一，其具体为：
在确定第二醇浓度大于醇浓度预设值且第二醇浓度小于醇浓度警戒值，以及第二时刻的实际回流比大于或者等于回流比预设值后，将第二时刻的实际回流比设置为预设回流比固定值，并根据第一时刻的实际升温速率调整第二时刻的实际升温速率；
所述步骤二，其具体为：
在确定第二醇浓度大于或者等于醇浓度警戒值后，将第二时刻的实际升温速率设置为零，将第二时刻的实际回流比设置为100％；
所述步骤三，其具体为：
在确定第二醇浓度大于醇浓度预设值且第二醇浓度小于醇浓度警戒值后，将第二时刻的实际升温速率设置为按酯化中期的预设升温速率升温，将第二时刻的实际回流比设置为预设回流比固定值；
所述步骤四，其具体为：
在确定第二醇浓度小于或者等于醇浓度预设值后，将第二时刻的实际升温速率设置为按酯化中期的预设升温速率升温，并根据第二醇浓度调整第二时刻的实际回流比。


5.根据权利要求1所述的一种聚酯树脂合成酯化过程的控制方法，其特征在于：所述检测馏出液的醇浓度，其具体包括：
检测馏出液的温度和折光率；
根据检测到的温度和折光率计算馏出液的醇浓度。


6.一种聚酯树脂合成酯化过程的控制系统，其特征在于：包括合成装置和主控制模块，所述合成装置包括反应釜、精馏塔、冷凝器、回流控制模块和浓度检测模块，所述反应釜、精馏塔、冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾定，李勇，程润，刘亮，王伟跃，罗逸，
申请(专利权)人：广州擎天材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44