聚丙烯生产过程的优化控制研究

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1、摘要聚丙烯生产过程的优化控制研究聚丙烯(PP—polypropylene)是一种性能优良的热塑性合成树脂，具有比重小、无毒、易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点，在汽车工业、家用电器、电子、包装及建材家具等方面具有广泛的应用。在五大通用塑料中，产量仅次于聚乙烯和聚氯乙烯，国内消费量仅次于聚乙烯位列第二位，因此做好聚丙烯的生产很重要，于是对聚丙烯生产过程的优化控制研究也是十分必要和意义重大的。在分析介绍了优化控制相关知识的基础上，研究了聚丙烯生产过程的优化控制。通过对当今世界主要的聚丙烯生产

2、工艺进行研究分析，结合前人的研究成果，以本体法丙烯聚合工艺和浆液法丙烯聚合工艺为例，对聚丙烯生产过程进行了反应器操作条件分析、动态特性分析、稳态特性分析、牌号过渡模拟以及流程优化模拟。论文的主要研究成果包括：(1)在聚丙烯聚合机理的基础上，分析了影响丙烯聚合的各个因素，并建立了聚丙烯产量的软测量模型，为优化操作，提高产能奠定了基础。(2)为了优化操作，提高产能，研究了优化算法，如粒子群算法、微分进化算法等，并在此基础上提出了PSO．PF(粒子群-罚函数法)和DE．MPF(微分进化．乘子函数法)优化算法

3、，能够快速准确的实现对非线性约束函数的寻优，可以满足实时在线优化的要求。(3)在MPCEl000高级过程控制仿真模拟设备上进行实验，验证了聚丙烯产量模型，并利用PSO．PF{粒子群．罚函数法)和北京化T人学硕．Jj学位论文DE．MPF(微分进化．乘子函数法)实现聚丙烯生产过程的在线优化控制。(4)研究分析了丙烯聚合机理，结合其他学者的研究，分析了累积熔融指数模型、瞬时熔融指数模型等相关模型，并对模型进行了简化修正以方便工业应用，并针对具体的生产过程建立了熔融指数模型；(5)在建立了熔融指数模型的基础上

4、，提出了最优牌号切换策略，并且进行了仿真研究，实现了最优切换操作指导。(6)分析了优化控制系统的实现形式，介绍了协调递阶控制。关键词：聚丙烯，优化控制，软测量，牌号切换，粒子非罚函数法，微分进化．乘子函数法ABSTRACTOptimalcontrolstudyofpolypropyleneproductionprocessPolypropyleneisthethermoplasticsyntheticresinwithgoodperformance，ithasexcellenceoflowspecif

5、icgravity,innocuity,easyprocessing，goodcoerciveimpactstrengthperformance，goodcoerciveflexibilityperformanceandgoodelectricityinsulationperformance．Polypropyleneisusedwidelyincarindustry,housewiring，electron，packing，furnitureandSOon．Polypropyleneyieldist

6、hirdafteretheneandpolyvinylchlorideinfivegeneralplastic，itconsumptionissecondafteretheneinhome．Soitisveryimportanttostudyoptimalcontrolofpolypropyleneproductionprocess．Basedontheintroductionoftheoptimalcontrol，itstudiedoptimalcontrolofpolypropyleneprodu

7、ctionprocess．Theleadingpolypropyleneproductionprocessisstudied，combiningwithforegoneresearchproduction，takingexampleforslurrypropylenepolymerizationprocessandnoumenonpropylenepolymerizationprocess，analysingoperationcondition，dynamicidiosyncrasy,steadyid

8、iosyncrasy,gradetransitionandproductionprocessoptimization．Thepaperproductionmainlyisasfollows：(1)Basedontheresearchingofpropylenepolymerizationmechanism，itestablishedyieldmodelandsuppliedconditionforoptimalproductionandheighteni