过程气体分析是优化和控制聚乙烯和聚丙烯生产方法的关键。反应堆气体流的组成为工厂控制系统提供了一定的生产效率，以及对工艺变量进行调整所必需的数据。由于聚合物制造商对不同产品配方的要求，入口气体分析的速度在过程过渡期间变得至关重要。
图像信用：Shutterstock / Zinchenko Ivan
利用MAX300-IG过程控制质谱仪跟踪聚乙烯反应器气体，实现实时测量。这些数据与传统气相色谱(GC)方法进行的实时测量进行了评估。GC数据验证了MAX300-IG的精度，同时进一步的对比表明，质谱仪的速度更快，能够提供更好的分析。
聚丙烯和聚乙烯的合成是通过气体单体的聚合发生的，在有严格规定的添加剂浓度的情况下，需要在最终产品中创建首选密度和分支。根据市场条件建立生产设施来生产各种不同的高分子材料。亚博网站下载
这些植物操作模式的这些差异以半连续方法发生，改变建立最终产品的气相反应物的组成。因此，在每个“批次”之间存在过渡时段，因为反应器成分从第一配方变为将产生其替代的组合物。批次可以运行数小时或多天，生产出急剧减少的物料材料，被视为“偏离规格”产品。
通常，对反应器样品的气体分析是根据生产条件进行自动化过程控制的。某些气体混合物对于产生特定类别的聚合物是最佳的。密切观察这些浓度使制造商能够修改过程变量如果从合适的设定点识别任何变化。这确保了该工厂保留了最高效率，并且能够防止来自异常或不受控制的反应的设备。app亚博体育由于过渡事件的高频，基本过程条件的快速检测导致效率显着增长;它降低了材料的成本，必须作为“偏离规范”产品出售。对于最高效率，安全性和产品产量，聚合物厂依赖于式过渡期和稳定的工艺条件期间快速和精确的气体分析。
聚合物生产实时分析
处理气体分析仪，施加MAX300-Ig以观察到与过程GC平行的聚乙烯设施的生产。质谱仪能够在过程流中测试所有气体，而GC确定乙烷，氢和乙烯。每个部分MAX300分析速率为0.4秒，这使得分析仪能够以每条流10秒的速度确定设施的六个流，具有清算延迟。与GC数据相比，快速数据采集提供了高精度（图1）。
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图1所示。MAX300-Ig用于监测聚乙烯工艺的所有组分。这里，来自质谱仪的氢气和乙烷趋势在同一流上记录的24小时的GC数据示出。这两种仪器都提供精确的测量，而MAX300的实时采集产生了变化气体组成的高精度曲线。
数据报告的速度对于从一种聚合物配方转变为另一个聚合物制剂时对植物操作至关重要。这些过渡可能每天都有许多次，如果制造商能够更快地识别过渡结束，那么它们可以出售相对更高的产品。MAX300-IG能够在测试站点上的GC更快地检测过渡的端点5.3分钟（图2）。
聚焦在过渡的末端尤其至关重要。例如，在每小时生产5吨的低密度聚乙烯（LDPE）的生产线上，5.3分钟代表0.45吨产物。在5.3分钟内生产的产品的价值是618美元。MAX300-IG具有追踪同一设施内众多生产线的所需动力。在一个三个制造线经历一次过渡每2天的网站上，预先完成完成的值5分钟将每月节省多达29,000美元。
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图2。在产品配方转换过程中，MAX300-IG识别端点的速度比分析相同样品流的GC快5.3分钟。快速识别生产条件的能力增加了高价值产品的产量。
max300-ig
四十多年来，质谱技术被广泛应用于工业过程控制。在聚合物应用方面，MAX300-IG(图3)提供了反应器样品流中烯烃和烷烃以及氮气、氢气和氩气的实时测量(表1)。
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图3。MAX300-IG，过程控制质谱仪
表格1。MAX300-IG的标准聚合物应用测量，工艺气体分析仪。
| 化合物 |
分析m / z |
| 氮 |
28 |
| 氢 |
2 |
| 甲烷 |
16 |
| 丙烷 |
29 |
| 丙烯 |
41. |
| 乙烷 |
30. |
| 乙烯 |
26 |
| 1-Butene |
39 |
| 其他丁烯 |
56. |
| 正丁烷 |
58. |
| 异丁烷 |
43. |
| 戊烷 |
72. |
| 4M1P. |
84. |
| 4M2P. |
69. |
| 1-Hexene. |
55. |
| n-己烷 |
86. |
| N-辛烷值 |
85. |
| N-癸烷 |
142 |
| arg |
40. |
分析仪能够以100％降至10ppb的浓度以浓度的所有零件测量。这种动态范围和高线性度在产品过渡期间主要是显着的，其中组分浓度在短时间内可以大幅改变（图4）。
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图4。通过对认证气瓶的分析来证明MAX300-Ig的线性。该数据集包括丙烷，丙烯，乙烷，乙烯和氢的读数。仪器响应的校准从单个标准获得，分析仪从100％下降到低检测极限。
四极质量滤波器，测量19毫米，提高了样品吞吐量，产生长期稳定性和高分析重复性，在高质量范围内没有任何灵敏度损失。该分析仪以每组分0.4秒的速度进行定量研究。基本的维护包括更换即插即用离子发生器单元和每两年更换一次泵油。分析仪不需要载气。
结论
MAX300-IG过程气体分析仪是控制聚合物过程的有效工具。它只需要最低限度的校准支持和维护，并可同时定量测量一个生产装置中多个反应器的进口和流出流中的所有化合物。控制系统以每个样本流10秒的速度获得分析更新。这种实时测试对于维持高精度生产控制至关重要。将反应器控制在最佳条件下可以提高产品收率，设备也可以用最低的调整量来维持，从而减少周转率。app亚博体育在公式转换过程中，端点检测尤为重要。与相对较慢的分析过程相比，对MAX300-IG的快速分析产生了重大的经济增长。
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