基于茂金屬催化劑的丙烯聚合工程模型化研究.pdf

1、對基于茂金屬催化劑的烯烴聚合的研究已經(jīng)成為國際上的熱點。目前，對此問題的研究國外相對較多，而國內(nèi)基本為空白。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，我國對有特殊性能的烯烴產(chǎn)品的需求越來越大，所以，對此問題進(jìn)行全面的研究是十分有必要和緊迫的。
　　 迄今為止，由于烯烴聚合過程過于復(fù)雜，對此問題，往往依靠于計算機(jī)模擬和仿真對反應(yīng)進(jìn)行模擬和優(yōu)化。這樣不但效率高，又節(jié)約了成本，能夠為實際的生產(chǎn)需求提供依據(jù)?；诖?，首先，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，針對負(fù)載的茂

2、金屬催化劑催化的丙烯的淤漿聚合過程，根據(jù)負(fù)載茂金屬催化劑在反應(yīng)中由外到里逐層破裂的物理化學(xué)變化，提出了改進(jìn)的多粒模型，用來研究丙烯在不同的反應(yīng)條件下聚合過程。建立的此單顆粒模型，不但可以預(yù)測傳熱和傳質(zhì)對聚合反應(yīng)的影響，還可以考察催化劑在反應(yīng)過程中的破裂的行為，同時也分析了催化劑的孔隙率的變化情況。進(jìn)一步，也得到了耦合擴(kuò)散的丙烯的聚合的動力學(xué)曲線。模擬結(jié)果表明：在聚合過程的開始階段，傳質(zhì)阻力對反應(yīng)的影響很大，之后逐漸減小，而傳熱對反應(yīng)的影

3、響基本上可以忽略不計。同時，隨著聚合時間的增大，聚丙烯顆粒內(nèi)的丙烯濃度梯度先減小后增大，最后逐漸減小。而且，模擬得到的速率曲線和實驗結(jié)果基本上吻合。研究表明：聚合溫度和壓強越大，生成的聚丙烯顆粒的倍數(shù)越高。粒徑越小，生成的聚丙烯顆粒的倍數(shù)越大。此外，模擬結(jié)果還表明，聚合溫度越高，壓強越大，催化劑破裂的速度越快。
　　 其次，在單顆粒模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合根據(jù)基元反應(yīng)得到的丙烯聚合的本征動力學(xué)，利用矩方法，得到了不同條件下，聚丙烯的分

4、子量及其分布規(guī)律。模擬研究表明：隨著溫度的升高，聚丙烯的分子量分布加寬，平均分子量變大。同時，也可以得到，聚丙烯的分子量隨著壓強的升高而變大。同時可知，擴(kuò)散對丙烯的分子量分布影響顯著。此外，將計算得到的聚丙烯的平均分子量和實驗結(jié)果做了比較，大體和實驗結(jié)果一致。這說明該模型可以預(yù)測聚丙烯的平均分子量。
　　 最后，耦合單顆粒模型，利用粒群衡算，對穩(wěn)態(tài)下的聚丙烯顆粒的粒徑分布做了預(yù)測?？疾炝藗髻|(zhì)、聚合溫度和壓強、催化劑進(jìn)料速度、催化