试析乙烯气相聚合过程的模型化

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1、浙江大学材料与化工学院硕士学位论文乙烯气相聚合过程的模型化姓名：王校铮申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：冯连芳;顾雪萍20070701浙江大学硕士学位论文摘要化工生产流程的模型化是指导工业生产、提高企业经济效益的重要方法，合理准确的过程模型可用于优化工艺条件、设计新牌号等方面。以乙烯气相聚合反应器为研究对象，建立了合适的反应器模型和乙烯与Q．烯烃二元共聚动力学模型，模型能准确模拟反应器的操作状态，并能指导新牌号的开发。针对乙烯与Q．烯烃的二元共聚建立了多活性位的动力学模型。首先分析聚合物密度、产率和分子量对动力学参数的灵敏度，发现链增长、链失活、向

2、氢气链转移动力学常数分别对聚合物密度、产率和分子量影响最大。依据工业实际生产数据确定链增长、链失活、向氢气链转移动力学常数，建立了符合乙烯气相聚合体系的单活性中心的动力学模型。再利用Flory分布拟合产品分子量分布，发现5个活性位已经符合分布曲线。在单活性位动力学模型基础上，对乙烯气相聚合建立了五个活性位的动力学模型，该动力学模型的模拟结果与工业牌号符合，可以准确模拟聚合物产率、密度和分子量分布。与溶液聚合和淤浆聚合相比，乙烯气相聚合反应器内部温度分布不均匀，为了描述反应器温度分布的不均匀性，用分区的方法模拟乙烯气相流化床反应器。分别建立了全混流模型、CS

3、T飚串联模型、乳化相NCST心的영"x乙烯气相聚合过程的模拟2％以下，说明可以通过控制循环气的气薪铋到驰舶薹斟墓i霹型嚣鞭蓟研蓟薹臻豢磐蓑愿聚逝需鸶萤降沌崩弼肖遮薯逢霁羹垂蓍≯；毙耀嚯豫鹾翅雾萋霁，聚分防i妻雾；稠鎏墓堡；篓篆；蝴瑙灌螺!翼雾礤蟛渭聚合物质量热容，kJ／kg／IKD流化床直径，m乙烯气相聚合过程的模拟simulatedtheoperationstateofethylenegasphasefluidizedbedreactorbeRerthanCSTRsinseriesmodel，andtheemulsionphaseWaswellmixed

4、．EmulsionphasewellmixedmodelWaschosentosimulateethylenegasphasefluidizedbedreactor．Accordingtomeasuredbedtemperature，emulsionphasewellmixedmodelWasestablishedasfollowed：emulsionphaseWasmodeledbyoneCSTR,andbubblephaseWasmodeledby26CSTRsinseries．Comparedtheproductpropertiescalculate

5、dbycirclegascompositionandemulsionphasegascompositioninemulsionphasewellmixedmodel，itWasfoundthattheerrorisbelowfourpercent．Itilluminatedthatcontrollingproductpropertiescouldberealizedbycontrollingthecirclegascomposition．Developednewgradesinemulsionphasewell—mixedmodel．Operationco

6、nditionsofnewgradesweregotbyadjustingthecirclegascompositionandcomonomerfreshfeed，andtheresultsaccordedwellwithplantdata．Keywords：Ethylene，Gas-phasepolymerization,Modeling，Processsimulation，CopolymerizationkineticIV浙江大学硕士学位论文文中图表索引：图1．1Unipol乙烯气相流化床聚合装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3图1．2烯烃气相聚合

7、两相模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5图1．3烯烃气相聚合反应器串联模型15J⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7图1．4流化床反应器的多区模型”7

8、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7图1．5动力学速率常数对密度的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．16图2．1反应器内温度分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．21图2．2Bemmer关联式拟合结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23图2．3动力学速率常数对密度的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．26图2．4动力学常数对产率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

9、⋯⋯⋯⋯⋯⋯．27图2．5链转移速率常数对Mn的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯