丙烯聚合建模研究.pdf

浙江大学
硕士学位论文
丙烯聚合建模研究
姓名:高倩
申请学位级别:硕士
专业:控制科学与工程
指导教师:苏宏业;褚健

摘要物料翱能量衡算方稷式,建立连续搅拌反应釜的稳态模趔,模拟计算出浆聚焉爝分子豢豹影穗,爰聚嚣爝避程兹凄囊控裁蕤定了蒸秘。≯—灰嚣燎在嚣均穗镁化裁上蛇聚合属暇舞予配位聚合,其反应枧理非常复杂,歪今无法完全分析清楚,而且聚丙烯生产工芑多种多样,如何准确表述嚣燔聚合舱动力学行为,菸实琨聚会过程的诗爨枫仿真与模拟是进行反本文针对聚覆烯实际生产中存在的阍题,建立了聚食反应器稳态秘动态模型,并根据实际操作条件计算出聚合零、浆液浓度、液相氯气浓度、催傀刹残整爨,篷糕组成镰重要变量以及这些变量睫聚会对阕的变化规律。本文还从聚合反应机理出发,建立了聚丙烯树脂的分子量及其分布的动态数学模溅,为聚黍爆滚程模数系统戆开发,以及聚念工艺先进控铡策略的实施提供了良好的模型基础。;凝秀爝爱应嚣憨稳态模羧以逡续搅拌釜反应嚣失主要磺突辩象,擞握滚浓度、滚旗氨气含量、产搴等耋要控裁参数,磐鼓反缴器戆热量簿舅入手,分析了反应器的操作性能,指出聚合反应器烂以不稳定的您态点为操终点,走釜潍熬毒睦像控制掇供了参考。动力学参数采建文献发袭鲍数攒,并在实际计算过程中加入一可调参数对模型进行修正,豳催化剂和操作条貌幌崩歹蟛钏氩⑷敫貌问敛斡氲髡J堤蚴ɑ峁矸明追可以有效消除计算中的累计误差,具有可行性和有效性。浆嚣蝾逡续搅拌釜反癍器戆动态模型主要由携辩鬟舞、憝爨餐算及动力学方程组成,计算出关键过程变最随聚合时间的变化规律,并分析主要攥佟条枚越鱿己省⒕氪坎貌婿闪康裙丶副觏坝绑常陌觎呔酆显程的先进控制和牌号切换优化控制奠定了箍础。本文还放微鼹聚合凝憨逡发,建立了聚嚣爝分子羹及英分蠢戆动态模应器优化设计和控制的基础。型,计算出数均分子量、黛均分子最和分散度指数,分析了液相氢含量对
、—一⋯~一、~——∥关键弼:聚丙烯,稳态模拟,动态模拟,分子量,分子量分布,物性数据,优纯
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第一章引言聚丙烯是由丙烯单体聚合而得的热塑性聚合物,具有高熔点、高强凄、高黼热缝、高耐瘩往帮杖浣煌踞鞯悖蛊溴督虾镁部拐徘慷取屈服强度、刚性、耐应力和电绝缘性等优异性能。自年工业化以来,由于健能优舜、原料来源辜富置价廉易得,已成为通用瓣艏中发展最抉的近年来,聚烯烃在世界塑料市场的增长十分惊入,从至辏世界聚烯烃的产量达到,,据预测,到年世爨聚丙烯军垡蚁┑纳芰ǚ直鹨ズ蚻海サ乃俾试龀ぁ眏。至甑祝我国聚丙烯生产能力已达到/晌N夜岢墒魈ド芰ψ畲蠖一个;种,至甑祝夜郾┑纳芰ù锏,痑左右与此婀蚶,我国聚蕊烯的嚣求量不断增擞,据初步估计,华到年国内聚丙烯的需求将以年均プ笥业乃俣仍龀ぃ谐∪允枪┎挥η螅给率绺徊在%左右。霞此,国内聚页燎树脂舆有广灏熬市场。随着聚丙烯工业的发展,我国聚丙烯装置的规模日趋大型化,催化剂予变万化,生产工艺多秘多样,皂磁化程发越来越离。像聚焉爆产品磐遮存在质量不够稳定,批次之间差距较大,产品牌号单一,通用料多,专用料少,引进牌号多,生产糖号少等多秘超题印A碇眨谑导噬僮髦校我国工业聚丙烯装鬣在还普遍存在反应器操作稳定性不够,浆液浓度等重要指标波动较大;产品质蠹攫标难以严格在线控副;簿零切换避渡酵魍较长,过渡料数量较多;产品的优级晶率难以控制等主要生产瓶颈和制约因素。因两,翔每鸯效澄狳黧产簸矮,爨持装鬟长麓稳定往纯运行,黪蘸原料消耗及能耗,缩短牌号切换时间,减少过渡料,增加产品牌号,提高产瑟痰量,增鸯嚣经济效益是我霆聚涎爝工娩嚣麴懿善要酝务。』装置的改造,新产品的开发,生产装置的优化运彳亍以及产品质量的在线控制都离不开诗舞凝援羧技本。本文锌对实繇潦俸串存在熬阏蘧,歇聚合反应机理出发,建立了正业聚丙烯反成器的稳态和动态模型,模拟分掇了反应器懿主要掇茼傲叹荩⒌寤挣窳W勇食龇ⅲ⒘司巯一种。第一帝一宙
咄论文背景及磺究意义产品分子量及其分布的动态数学模裂,考察了主要操作变量对产品质量的影响,为聚合反应器的优化控制以及聚丙燧产县艨量鲍程线控剖提供了有塞分子仙浅鲂矶喑ト缆栋杲岵笄嬖e怨糙辜馗戳哟形成的,因而又称为聚合物,其分子量可高达。聚丙烯,五J腔叩ベ壕酆仙2许耙获蛉人芮砌贪辏业上也把丙烯与少量乙烯,幌┨裙簿鬯玫墓簿畚锇ù婺。聚嚣矮懿绥橡式霹表达淹聚丙烯为半透明凭色固体,与其它热塑性塑料相比,透明发商,无海无炱,鹿耐纯学往、辩热瞧、电往麓、机城性能、匀羁工幢能之闽翁着蓖好的平榭。聚丙烯性能优异,成型加工方便,其主要原料来自石油炼厂和乙烯装餮,成本低廉、泉源充足,嚣两广泛翊予制造日常用品、纺织纤维、机械零件、电气元件、包装用品等。聚合反应中链蹭长的方式,即下一个单体连接到分予链上的形式,决