基于Polymer plus的乙烯氣相本體聚合過程的模擬與優(yōu)化.pdf

1、聚乙烯是聚烯烴樹脂中產(chǎn)量最大且應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品。氣相法 Unipol工藝是國內(nèi)聚乙烯生產(chǎn)中產(chǎn)量最大的工藝，在今后的較長時(shí)間內(nèi)都將在我國聚乙烯生產(chǎn)中扮演重要角色。針對(duì)國內(nèi)大量 Unipol工藝聚乙烯生產(chǎn)線，本文應(yīng)用聚合體系專用流程模擬軟件Polymer Plus建立聚乙烯Unipol工藝流程模擬模型，研究工藝運(yùn)行及其冷凝態(tài)操作，采用列隊(duì)競爭算法（LCA）對(duì)整個(gè)工藝中影響產(chǎn)品產(chǎn)量的主要操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，消除操作瓶頸增加產(chǎn)能、降低成本，提高企

2、業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和綜合競爭力。為此，本論文的研究工作和研究結(jié)論如下：
　　（1）建立了基于Polymer plus的聚乙烯Unipol工藝流程模擬模型。首先，通過對(duì)聚乙烯Unipol工藝的分析總結(jié)，進(jìn)行了工藝組分在Polymer plus中識(shí)別及工藝流程在Polymer plus中模型化的工作。其次，參考相關(guān)文獻(xiàn)選定了工藝建模過程中的物性方法及物性參數(shù)。最后，本文重點(diǎn)研究以1-丁烯為共聚單體的牌號(hào)，選定了13個(gè)基元反應(yīng)描述乙烯聚合動(dòng)力

3、學(xué)過程。同時(shí)，確定了乙烯聚合單中心動(dòng)力學(xué)模型、乙烯聚合三中心動(dòng)力學(xué)模型及其動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
　　（2）將Polymer plus中所建立的工藝流程模型的模擬計(jì)算結(jié)果與對(duì)應(yīng)牌號(hào)數(shù)據(jù)比對(duì)，檢驗(yàn)所建立模型的準(zhǔn)確性。利用所建立的模型研究了：(a)換熱器出口溫度對(duì)工藝生產(chǎn)的影響；(b)催化劑進(jìn)料量對(duì)工藝生產(chǎn)的影響；(c)氫氣和乙烯摩爾之比對(duì)產(chǎn)品分子量以及熔融指數(shù)的影響；(d)共聚單體1-丁烯和乙烯摩爾之比對(duì)產(chǎn)品密度的影響。(e)應(yīng)用相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公

4、式，擬合出共聚單體1-丁烯和乙烯摩爾之比對(duì)產(chǎn)品熔融指數(shù)的影響。以上的研究，可以為工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際操作提供參考。
　　（3）應(yīng)用所建模型研究了聚乙烯Unipol工藝?yán)淠龖B(tài)操作。在保持進(jìn)料溫度、進(jìn)料壓力等恒定的情況下，應(yīng)用模型研究循環(huán)氣中異戊烷含量和混合器露點(diǎn)、流化床進(jìn)料液體含量、換熱器能耗以及產(chǎn)品產(chǎn)量的關(guān)系。同時(shí)，應(yīng)用模型對(duì)異戊烷進(jìn)料位置進(jìn)行了研究，為工藝優(yōu)化改造提供參考。上述研究得到如下結(jié)論：(a)循環(huán)氣的露點(diǎn)以及冷凝液含量隨著異戊

5、烷含量的增加而增加，為了保證工藝的良好運(yùn)行異戊烷含量應(yīng)該控制在11.5％以下；(b)產(chǎn)品產(chǎn)量隨著換熱器出口溫度的降低而增加，但是效果并不顯著；(c)換熱器的能耗主要與換熱器出口溫度有關(guān)，與異戊烷含量沒有直接關(guān)系；(d)在保證工藝正常運(yùn)行的情況下，產(chǎn)品產(chǎn)量隨著異戊烷含量的增加而增加；(e)綜合分析產(chǎn)量以及對(duì)工藝穩(wěn)定性的影響，對(duì)工藝優(yōu)化改進(jìn)的時(shí)候不建議從異戊烷進(jìn)料位置入手。
　　（4）搭建了流程模擬軟件Polymer Plus與數(shù)學(xué)軟