探究基于gc的氯乙烯聚合动力学参数实时检测系统研究

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1、浙江大学化学工程与生物工程学系硕士学位论文基于GC的氯乙烯聚合动力学参数实时检测系统研究姓名：吴招俊申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：麻红昭20100101摘要传统的实验室数据处理往往大大滞后于实验过程，现代化的实验室迫切需要实验由原先离线的“实验一数据处理一调整一再实验⋯⋯”数据处理模式转向直接的“在线模式”，以提高实验的质量和效率。本文所研究的对象一‘氯乙烯聚合”一般处于高压力状态，往往需要通过大量实验、财力和物力，才能得到聚合反应动力学数据。本文根据氯乙烯聚合动力学模型，通过气相色谱法连续测量反应釜气相组成，以可编程控制器和计算机为平台开发了在线测量氯乙烯聚合

2、转化率的系统。论文以“氯乙烯聚合动力学参数在线实时检测系统”课题为背景，介绍了整个系统的架构，详细地描述了系统的硬件和软件，并对谱峰识别、谱峰定量计算理论及色谱数据信号处理的方法进行了研究与探讨，提出了一种独特的谱峰识别方法——曲线拟合和导数法相结合的模式识别算法，和全新的谱峰识别顺序——先识别谱峰的顶点，再识别谱峰的起点与终点，从而识别出峰面积，由此建立了一种具有健壮性的谱峰检测算法模型。同时在计算机上实现了一套基于此算法的工业色谱工作站，该色谱工作站具有自动谱峰识别与自动数据处理，自动生成报告和灵活的数据查询等功能。将色谱工作站计算的示踪剂丁烷峰面积代入氯乙烯聚合动力学

3、模型就可得到动力学数据。实验表明该工业色谱工作站具有较好的实时性和较高的准确度精度，可用于指导引发剂的选择和配比、实验条件以及原料配比的优化，这对进一步深化氯乙烯聚合动力学的理论研究提供了良好的基础。关键词：氯乙烯聚合动力学模型，气相色谱，可编程控制器，工业色谱工作站，谱峰识别ABSTRACTTraditionaldataprocessingusuallylagsbehindtheexperimentalprocess．Thereisurgentneedforamodemlaboratorytochangefromtheoriginaloff-linemode，”test-

4、--dataprocessingadjustment—andthentestagain⋯”toonlinemode．thequalityandefficiencyoftheexperimentCanbeimprovedonlyinthisway．Vinylchloride(VC)polymerizationisoftenunderahighpressurestate，anddataofkineticmodelisreceivedbasedonalargeamountofexperiment，financeandmaterials．OnthebasisoftheGasChro

5、matography(GC)一Tracerkineticsmodel，anon．1inemeasurementofVCpolymerizationconversioninspectingsystemwasdevelopedwiththeprogrammablecontroller(PLC)andcomputerplatformbyGCcontinuousmeasurementofreactorgasphase．Inthethesis，thearchitectureofthisinspectingsystemwasbrieflyintroduced，andthehardwar

6、epartandsoftwarepartwasdescribedindetail．Duringthedevelopment，theauthorstudiedthetheoryaboutpeakdetection，distinctionandquantitativecalculation，andexploredthemethodsforprocessingchromatographicdatasignal，andrealizedanalgorithmofderivativewithcurvefittinginPC，andauniquesequenceofpeakdistinc

7、tionwhichfixedthetopofthepeakinthefirstplace，thenthestartandendofit．Thisalgorithmcouldfixthepositionandtypeseachfeaturepointofthesignalcurve，andthenproceedtodistinguishthetypeofthepeak，tocutthemapartandtocalculatetheirareas．Achromatographyworkstationwasexploit