2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、分子量及其分布是聚合物生產(chǎn)過(guò)程中極其重要的質(zhì)量指標(biāo),但是目前的技術(shù)水平并不能實(shí)現(xiàn)分子量及其分布的實(shí)時(shí)測(cè)量?;诜磻?yīng)機(jī)理的動(dòng)態(tài)建模和模擬是實(shí)現(xiàn)其軟測(cè)量的重要方法,本文以乙烯淤漿聚合工業(yè)裝置(HDPE)為研究對(duì)象,基于聚合反應(yīng)機(jī)理,以分子量分布曲線為目標(biāo),對(duì)HDPE聚合工藝條件以及牌號(hào)切換策略進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬和優(yōu)化。論文取得了以下結(jié)果:
  (1)以聚合物的分子尺度質(zhì)量指標(biāo)——分子量及分子量分布曲線為目標(biāo),基于5個(gè)活性位的聚合反應(yīng)機(jī)理和反

2、應(yīng)動(dòng)力學(xué),建立了HDPE裝置的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)模型,并采用工業(yè)裝置分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了模型驗(yàn)證。模擬計(jì)算的聚乙烯分子量和分子量分布與工業(yè)分析值吻合,同時(shí),動(dòng)態(tài)模型能反映循環(huán)氣中H2/C2H4設(shè)定值階躍變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
  (2)分別以聚合物的平均分子量和分子量分布曲線為目標(biāo),以循環(huán)氣中氫氣乙烯比為決定變量,采用穩(wěn)態(tài)優(yōu)化方法優(yōu)化得到了相關(guān)聚合物產(chǎn)品的操作條件。結(jié)果表明:以平均分子量為優(yōu)化目標(biāo)所得的結(jié)果與工廠分析值的偏差較大,雖然聚合物的平均分子

3、量可以達(dá)到所需聚合物產(chǎn)品的分子量,但是聚合物的分子量分布曲線與所需聚合物產(chǎn)品的分子量分布曲線之間的最大誤差可達(dá)0.12;而以分子量分布曲線為目標(biāo)所得的最大誤差只有0.02。因此,以分子量分布曲線作為目標(biāo)的優(yōu)化方法明顯比常規(guī)的以平均分子量為目標(biāo)的優(yōu)化方法優(yōu)越。
  (3)以分子量分布曲線為目標(biāo),對(duì)單釜和兩釜串聯(lián)流程生產(chǎn)HDPE的牌號(hào)切換策略進(jìn)行了動(dòng)態(tài)優(yōu)化。以氫氣進(jìn)料量為控制變量,考察了不同初始時(shí)間(初步估計(jì)時(shí)間)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化對(duì)牌號(hào)切換

4、時(shí)間以及操作穩(wěn)定性的影響。由計(jì)算結(jié)果可知:對(duì)于單釜聚合流程,將聚合物的分子量由25121.6gm/mol切換為20000gm/mol時(shí),優(yōu)化計(jì)算得到的牌號(hào)切換時(shí)間為8~15hr;對(duì)于兩釜串聯(lián)聚合流程,將聚合物的分子量由5239.75 gm/mol切換為4500 gm/mol時(shí),優(yōu)化計(jì)算得到的牌號(hào)切換時(shí)間為5~15 hr。但在優(yōu)化計(jì)算過(guò)程中,由于優(yōu)化算法的問(wèn)題,初始時(shí)間的大小會(huì)影響牌號(hào)切換時(shí)間以及變量的波動(dòng)幅度。初始時(shí)間越長(zhǎng),優(yōu)化后的氫氣

5、進(jìn)料量更接近目標(biāo)牌號(hào)的工藝條件,但牌號(hào)切換所需的時(shí)間越長(zhǎng);若選擇的初始時(shí)間越小,牌號(hào)切換所需的時(shí)間越小,但此時(shí)控制變量(氫氣進(jìn)料流量)以及循環(huán)氣中氫氣乙烯比、反應(yīng)器內(nèi)壓力的振蕩幅度較大,并且優(yōu)化后的氫氣進(jìn)料量與目標(biāo)牌號(hào)工藝條件的相對(duì)誤差較大??傮w看來(lái),所得優(yōu)化結(jié)果對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義。
  (4)以單釜流程HDPE為研究對(duì)象,采用氫氣的振蕩操作得到了寬分布的聚乙烯,考察了氫氣濃度、振蕩周期以及振蕩時(shí)間分配對(duì)聚乙烯分子量分布的

6、影響。結(jié)果表明:低氫氣濃度振蕩操作時(shí),所得的寬峰分布聚合物中高分子量部分的含量較大,并且所得聚合物的分子量、分子量分布指數(shù)、循環(huán)氣相中氫氣乙烯摩爾比以及反應(yīng)器內(nèi)壓力的波動(dòng)較小;改變振蕩周期主要作用在于調(diào)節(jié)過(guò)渡區(qū)的分子量分布,減小振蕩周期有利于中等分子量分布聚合物的生成。當(dāng)加氫階段所占的時(shí)間比例增加時(shí),所得的寬峰分布聚合物中低分子量部分的含量增加,高分子量部分的含量減小;當(dāng)加氫階段所占的時(shí)間比例增大到一定數(shù)值時(shí),有可能得不到雙峰分布的聚合

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