聚丙烯環(huán)管反應器的建模研究.pdf

1、近年來，聚丙烯工業(yè)有了飛速的發(fā)展，聚丙烯產(chǎn)品逐漸成為世界合成樹脂中發(fā)展最快，品種開發(fā)最活躍、應用范圍最廣的品種之一。丙烯聚合屬于非均相陰離子配位反應，其反應機理非常復雜，加之聚丙烯生產(chǎn)工藝多種多樣，如何建立聚合反應過程的數(shù)學模型，并實現(xiàn)聚合過程的計算機仿真是進行聚丙烯生產(chǎn)過程優(yōu)化和控制的基礎。 本文針對海蒙特公司的Spheriol工藝，深入分析了聚丙烯反應機理和工藝過程，探討了催化劑、助催化劑、單體濃度和氫氣濃度等對于聚合反應速

2、率的影響，給出了聚合反應速率、各組分密度等相關(guān)物性的計算方法。 基于聚合反應過程的物料平衡、能量平衡和化學平衡等，建立了聚丙烯連續(xù)環(huán)管反應器穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型，模型的仿真計算過程采用了四階龍格-庫塔法。針對某工業(yè)裝置的實際操作數(shù)據(jù)，給出了漿液中氫氣濃度、丙烯單體濃度、催化劑濃度、固含率、漿液溫度以及夾套水溫度等沿環(huán)管分布情況的仿真結(jié)果。 為滿足市場的需要，工業(yè)聚丙烯裝置需要經(jīng)常切換產(chǎn)品牌號。牌號切換過程的控制與優(yōu)化在很大程度上

3、依賴于聚合過程動態(tài)數(shù)學模型。論文在聚丙烯環(huán)管反應器穩(wěn)態(tài)模型的基礎上，進一步建立了該反應器的動態(tài)數(shù)學模型，模型的求解過程采用有限元正交配置法。仿真計算給出了漿液濃度、漿液中氫氣含量、固含率、丙烯單體的濃度、反應器內(nèi)漿液溫度、夾套水溫度的動態(tài)響應。在此基礎上，分析了操作條件變化對整個反應器的影響。 聚丙烯顆粒的熔融指數(shù)是衡量聚丙烯品質(zhì)的一個常用指標，但熔融指數(shù)難以在線測量。目前熔融指數(shù)主要以化驗分析方式檢測，化驗周期通常在兩個小時以