Inline process monitoring of the moisture content in propylene oxide

Význam tématu

Propylénoxid je vysoce hygroskopická a hořlavá látka, jejíž obsah vody musí být precizně řízen v reálném čase, aby se zabránilo vedlejším reakcím a snížení výtěžku procesu.

Cíle a přehled studie

Cílem je zavést inline měření vlhkosti v propylénoxidu s minimalizací manuálních vzorkování, zvýšením bezpečnosti a optimalizací kvality produktu.

Použitá metodika a instrumentace

Měření probíhá metodou blízké infračervené spektroskopie (NIRS) s analyzátorem NIRS XDS Process Analyzer – SingleFiber 9 Channels v rozsahu 1850–1950 nm. K inline analýze slouží odolné SS316 nerezové průtokové buňky a explozivzdorné krytí. K vytvoření kalibračních modelů byla použita srovnávací data z Karl Fischerovy titrace přímo na lince.

Hlavní výsledky a diskuse

Byl vyvinut robustní NIR kalibrační model, který přesně predikuje hodnoty vlhkosti v rozmezí 20–30 mg/L. Online měření prokázalo nižší odchylky oproti laboratorní KF titraci, u které docházelo k navlhčení vzorků.

Přínosy a praktické využití metody

• Okamžitá detekce změn vlhkosti a rychlá reakce na odchylky
• Eliminace manuálních odběrů a snížení expozice personálu
• Zvýšení kvality výrobku a ekonomická návratnost díky lepší kontrole procesu

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky na více procesních bodů s vícekanálovým multiplexováním, využití pokročilých chemometrických algoritmů a integrace do automatizovaných řídicích systémů pro prediktivní údržbu a optimalizaci výroby.

Závěr

Inline NIRS monitoring vlhkosti v propylénoxidu představuje efektivní a bezpečné řešení pro rychlé a přesné sledování kvality produktu. Díky bezreagentnímu přístupu a reálnému času lze významně zvýšit stabilitu a výtěžnost procesu.

Reference

1. Kawabata T., Yamamoto J., Koike H., Yoshida S. Trends and Views in the Development of Technologies for Propylene Oxide Production; Sumitomo Kagaku, 2019, pp. 4–11.
2. Kleimeier. Nahinfrarotspektroskopie Produktionsprozesse Unter Der Lupe. GIT Labor-Fachzeitschrift, 2018, s. 36–38.