低压高密度聚乙烯流程动态仿真.pdf

第27卷第5期
计算机仿真
2010年5月
文章编号:1006-9348(2010)05-0278-03
低压高密度聚乙烯流程动态仿真
吕宏峰,王健红,王琭徳,张树增
(北京化工大学化学工程学院,北京10009
摘要:化工生产流程的棋型化是指导工业生产、提高企业经济效益的重要方法。以淤浆法生产聚乙烯体系为研究对象,利用
链节分析法”对工艺过程进行仿真。通过对反应器的反应器类型和反应方式进行分析,并根据物料恒算、焓恒算、相平衛计
算等,建立了反应器的数学模型,并根据模型的形式选取了适当的数值计算方法。利用机理模型对乙烯聚合工艺过程进行
了仿真,并计算了平均分子量、聚合熔融指数、转化率等聚合物的重要性能指标。仿真结果符合设计要求,为进一步工程设
计提供理论依据。
关词:聚乙烯;链节分析法;建模;过程模找
中图分类号:1T0316.37文献标识码:A
Dynamic Simulation of HDPE Process
LV Hong-feng, WANG Jian-hong, ZHANG Shu -zeng
College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China
ABSTRACT: Developing a mathematic model can be an important method to improve industrial processes. This pa-
per studies the industrial slurry ethylene polymerization process, and uses the method named as"Chain Analysis "to
analyze the suspend s stem of the HDPE. Based on the analysis of reactor types and reaction mode form, the model of
the reactor is established by ways of mass balance, energy balance and phase equilibrium. The numerical calculation
method is chosen accoring o the type of the model. So we can analyze and simulate the process of ethylene polymer
zation, and oun the thermo nam mel o simulate some mportant information of the polymer such as molecular
weight, the melt index and the ratio of e ransform. The simulation results meet the design requirements, which pro-
vides theoretical foundation for engineering design
KEY WORDS: Polyethylene; Chain analysis; Modeling; Process simulation
引言
力学以及聚合物体系的热力学性质计算。由于聚合过程形
聚乙烯(PE)是通用合成树脂中产量最大的品种,主要成高分子链,而链长各不相同的高分子是不同的物质,所以
包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯( LLDPE)、高便产生了无限多个聚合产物,聚合过程的动力学方程也为无
密度聚乙烯(HDPE)及一些具有特殊性能的产品り』。其特限多个。本文应用了链节分析法,在严謹机理前提下巧妙
点是价格便宣,性能较好,可广泛应用于工业、农业、包装及地解决了这个问题,仅需要求解很少的有限个方程就能达到
日常生活中,在塑料工业中占有举足轻重的地位。
同样目的,极大地简化了计算。
本文针对某个危险化学品生产装置在线检测技术的国
家科技支撑计划,选定国内某石化企业淤浆法低压高密度聚2工艺流程
乙烯釜式反应器为研究的典型装置,开发出该工艺流程的仿
本工艺为利用淤浆法生产低压高密度聚乙帰。其中淤
真机,对聚乙烯釜式反应器实现动态模拟,以便对其它部分浆法HDPE是最早开发的生产工艺,技术比较成熟、产品性
的研究提供基本的模型及操作环境。这不仅为工艺流程的能好、反应压力低、易于控制。
在线检测带来了方便,对过程优化以及员工培训都有非常重
原料气包括单体乙烯、分子量调节剂氢气、共聚单体丙
要的意义。
烯和1ー丁烯。催化剂采用PZ(钛基催化剂)和AT(三乙基
建立聚合过程机理模型的难点在于描述聚合反应的动铝活化剂),经过配料罐与溶剂己烷混合,混合后通入聚合
釜。乙烯、氢气和共聚单体通过循环气管进入聚合釜底,乙
烯通过搅拌后溶于己烷,在催化剂的作用下进行聚合反应生
收稿日期:2009-04-01
成聚乙烯。聚合热的由己烷蒸发带走,余下由聚合釜夹套冷
万方数据