探究冷凝工艺流化床反应器乙烯气相聚合技术的研究

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1、浙江大学博士学位论文冷凝工艺流化床反应器乙烯气相聚合技术的研究姓名：陈爱晖申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：戎顺熙;阳永荣19980601加，，z鲈博士学位论文摘要垒丝垂薹薹些莲蓬鑫美鹜些蟹型韭墅黻是一项有重大应用前景的聚乙烯生产技术，其主要特点是通过液体的蒸发加快聚合反应热移出反应器的速率，使反应器的时空收率得以成倍提高，投资和能耗大幅度下降。世界各大化学公司纷纷对此开展研究，但到目前为止，该技术尚未形成商业化。本论文对冷凝工艺流化床反应器气相乙烯聚合技术的历史进行了扼要的回顾和总结，通过对该技术的特点及以前的研究成果进行评述和分析，指出了该技术的技术关键和今后的研究方向。

2、／根据文献检索信息，目前全世界对该技术的研究尚处于试验探索阶段，对该技术的认识带有很大的经验性色彩，而缺乏完整和精确的基础性信息描述。卜，本论文采用计算机模拟的方法对冷凝工艺流化床反应器气相乙烯聚合过程中的反应器系统的稳态和动态的内在规律进行了研究。获得诸多关于冷凝工艺申循环物流组成和温度影响其热物性并进而影响反应器宏观撤热能力的基础性信息；获得冷凝_T-艺中各种操作条件因素对反应器系统动力学及其稳定性的影响的基础性信息；并根据冷凝工艺流化床反应器气相乙烯聚合过程的特点建立了一套计算机辅助研究系统。这些都是在文献中没有先例的。上本论文完成的工作与主要成果归结如下：1．对此过程进行了工

3、程热力学分析。通过模拟计算考察了、，不同种类的DPIC(露点提高组分)及其浓度对聚合体系热物性的影响。模拟结果表明，流化床反应器乙烯气相聚合冷凝工艺中可能出现三种反应器操作模式。其中，冷凝液全部蒸发模式具有操作弹性大，移热能力强的综合优点。DPIC的C(碳)数和浓度都必须在一定的范围内才能最大程度地提高循环物流的移热能力。在此范围内，较高c数扣较高浓度的DPIC相应的循环膨，，z掌博士学位论文物流的移热能力较强。2．以unipol工艺作为冷凝工艺流化床反应器乙烯气相聚合技术的一个实例，通过模拟计算考察反应器产率、循环物流进料组成和温度对反应器运行状态的影响，并对反应器运行的稳定性作了

4、初步探讨。结果表明，冷凝工艺流化床反应器乙烯聚合技术的实施可以使反应器的时空收率(STY)具有较欠的选择范围。DPIc物质种类和浓度对过程的热效应具有耦合作用。在实现反应器正常冷凝态操作的前提下，选取的DPIc的c数应大，而浓度应小，这将有利于流化床反应器连续稳定操作。作者还提出了一种可在工业生产实践中应用的关于冷凝工艺流化床反应器操作模式的判据。3．建立了一个气相流化床过程动态模型，首次对冷凝工艺乙烯气相聚合技术中的流化床反应器宏观动力学进行基础性研究。考察了各种反应器操作条件因素对反应器动力学行为及其稳定性的影响。通过模拟分析发现，冷凝工艺气相乙烯聚合流化床反应器系统在一定的操作

5、范围内存在多重稳态特性，并出现霍普夫分岔现象。当存在多重稳态时，通过选择合适的DPIc和合理配置各操作参数，冷凝_T-艺中的反应器系统有可能操作在高温稳态上。当反应器系统操作在高温稳态时，有可能以较高的产率得到较低灰份的产品。流化床反应器操作床高、床内乙烯分压、循环物流进料温度和催化剂的活性都对反应器系统的稳态多重性及其稳定性有显著的影响。反应器出料方式直接影响到流化床床层高度，进而对反应器运行状态有明显影响。短暂的循环流进料温度波动和床内乙烯分压波动则对反应器运行状态无明显影响。4．针对气相乙烯聚合工业生产过程工艺过程复杂多变且具有高度非线性与自适应特征的特点，从软件和硬件两个方面

6、提出了一类基于数据采集、数据处理、数值计算和知识处理的一一II—声所歹，z鲈博士学位论文体化的计算机辅助研究系统。同时，相应地提出了动态数据机理建模研究方式的概念。应用该系统可实现在线数据检测和模拟，实时跟踪过程，对运行参数进行时间序列分析，自动更新模型，并确保模拟具有良好的收敛性和准确性。)’。——III1。——却，，z掌博士学位论文ABsTRACT’FhetechnologyofcondensedmodecoolingofpolyethylenefluidizedbedreactorhasgoodpracticeprOSpectinpolyethyleneindustry．inw

7、hichthereactorisoperatedlncondensedmode．0BeoftheadvantagesofcondensingmodeoperationiSthatitiSpossibletoincreasetheheatremovalcapacitybyuseoflatentheatofcondensation．therebyincreasingtheproductioncapacityoftheunitofgivensize．aswell