探究聚烯烃组合工艺质量模型与牌号切换

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1、YS!I：了?l洳专{毒、凌硕士学位论文沧定题【j聚烯烃组☆。1_岂质!I}模，II‘j牌号切换f者外乞陈求学利-(々、岫化’，，J■所在，’浮院堑判』业提奎嗣剜；!：肮浙江大学硕士学位论文(2006)摘要聚乙烯和聚丙烯工业作为我国聚烯烃中两大支柱产业，存在诸如产品质量不稳定，牌号切换时间长／废料多等问题。其中，环管一流化床组合工艺在聚烯烃产业中占据着十分重要的地位。为解决生产不稳定、切换时间长等问题，实现工业装置的自动化，提高聚烯烃工厂经济效益，本文针对Spheripol聚丙烯和Borstar双峰聚乙烯两个典型的环管．流

2、化床组合工艺，根据聚合机理，建立了聚烯烃质量模型，成功应用于工业产品质量控制。并基于质量模型，建立聚烯烃牌号切换优化模型，指导牌号切换生产。本课题首先对现有聚烯烃质量模型进行综述，介绍并分析了理论模型、经验模型、神经元网络模型和半经验模型的优劣以及适用范围。随后介绍了前人针对牌号切换所做的工作，按照不同的工艺均分别做了详细的阐述，包括其适用的工艺和特点。基于文献综述，提出了本课题的内容和研究方向，即结合聚合机理与工厂实际，建立半经验模型模拟聚烯烃的质量指标，并针对环管．流化床组合工艺，优化牌号切换操作。在聚合机理的基础上，

3、以Spheripol工艺为例，对聚合物质量指标进行了稳态模拟，建立了适用于组合工艺(环管+流化床)串联反应器的质量模型。模型变量包括聚合温度、氢气／单体比、共聚单体／单体比，质量指标包括熔融指数、乙烯含量、密度等。利用Spheripol工艺的实际生产数据对模型参数进行回归后，模型模拟结果与实际生产的对比表明，这些模型均有较好的预测效果，且适用于Spheripol工艺的三类产品(均聚、无规、抗冲)共七种牌号，为工业软测量的实现奠定了基础。针对Spheripol工艺，基于质量模型，在控制聚合物的熔融指数和乙烯含量的目标下，建立

4、了牌号切换优化模型数，分别考察了Spheriopol工艺中三个反应器中温度、氢烯比、乙烯俩烯比对切换过程的影响，获得了各操作变量的优化轨迹和策略。优化结果表明，组合工艺各串联反应器由于在产量中所占比重的差异，牌号切换中其变量过调的幅度也不尽相同；熔融指数的过调主要依靠聚烯烃组合工艺质量模型与牌号切换第一环管的氢气／丙烯比；当存在两个质量指标时，必须保证两者同时优化才能得到切换时间最短：熔融指数可以通过前两个环管反应器来调节，而流化床反应器主要调节乙烯含量指标，以得到最短切换时间。根据Borstar双峰聚乙烯生产实际情况，基

5、于催化剂颗粒停留时间分布函数，建立了包括催化剂切换在内的牌号切换优化模型，提出了针对涉及催化剂切换的Borstar膜料与管材料切换的优化策略。利用停留时间分布函数计算反应器中新旧催化剂所占比重，并根据混合规则计算切换过程中各反应器的瞬时质量指标，最后利用串联反应器瞬时性质与累积性质的关系，建立了催化剂切换中动态累积性质的汁算方法。计算表明，牌号切换涉及催化剂切换时，需考虑新旧催化剂的性质差异及催化剂切换迸料方式，并考虑原催化剂的存在对各性质指标的影响。若原催化剂与新催化剂对操作参敛的变化趋势的要求互相矛盾，则不可盲目进行操

6、作参数的过调，丽需要根据两者的比重以及性能指标变化幅度对操作参数进行调整。关键词：聚烯烃，质量模型，组合工艺，牌号切换，环管反应器，流化床反应器，双峰聚乙烯，聚丙烯II浙江大学硕士学位论文(2006)AbstractInthisthesis，themodelingofpolyolefinqualityisinvestigatedforon—linemeasurementsandusedforgradetransitionstudyformultistageprocess．Thepolyolefinindustryalway

7、sencounterstheproblemssuchas，productqualityinstability,longtimecostandgreatquantityofoff-targetproductduringgradetransition．Tohelpcontroltheproductquaiib'onlineandoptimizethegradetransitionprocess，thethesisfocusesontwotypicalpolyolefinmultistageprocess(Spheripo[an

8、dBorstar)anddevelopedatheory·basedmodeltopredicttheproductqualityincludingMeltIndex，EthylenecontentandDensity．Basedonthequalitymodels，aschemeofoptimized