气相法聚乙烯中试装置质量指标的在线估计

摘要

在世界范围内的聚乙烯生产中，气相流化床工艺技术已经成为占主导地位的聚乙烯生产技术。聚乙烯生产装置中不同牌号的产品主要依靠熔融指数和树脂密度这两个质量指标来区分。聚合反应是集非线性、时变性和耦合性于一身的复杂化学反应。在聚合反应过程中，产品的熔融指数和树脂密度需要有很高很准确的控制要求。然而在目前的实际生产中，熔融指数2小时分析一次，树脂密度4小时分析一次，这是一个典型的大时滞操作。如果质量指标可以在线进行实时估计来对生产进行指导，那么工艺操作人员就可以即时得到产品的信息进而调整相关的工艺操作，对保证产品质量有着十分积极的意义。
　　 本文在气相法聚乙烯中试装置上通过质量指标的在线估计过程，研究出有效解决具有大时滞特性的反应器温度和多变量强耦合特性的反应器压力的控制策略；研究出提高氢气乙烯比值控制效果的控制策略和方法，完善复杂比值控制在实际生产中的应用；通过OPC技术实现历史数据的读取，采用PSO搜索算法，利用机理与回归参数的方法获得模型，进行软仪表测量的建立，研究出完善的熔融指数和密度的软测量技术，并能够实现离线的模拟功能和在线的校正功能，为工艺人员的操作提供指导；研究出质量指标在线估计的设计原则、设计方法和设计流程。
　　 通过在实际中试装置上的应用表明，质量指标的在线估计得到了较好的投运效果，为工业生产起到了一定的指导性作用，有着较为广阔的发展前景。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:符号说明

声明

第一章绪论

1.1聚乙烯工艺技术

1.1.1聚乙烯工业概况

1.1.2聚乙烯工艺技术进展

1.1.3国内聚乙烯的生产情况

1.2聚乙烯装置的质量指标

1.2.1聚乙烯装置质量指标的重要性

1.2.2聚合物质量的表征

1.2.3影响质量指标的相关因素

1.3质量指标的在线估计

1.4论文的主要内容

第二章气相法聚乙烯中试装置的改造

2.1概述

2.2气相法聚乙烯中试装置的介绍

2.3气相法聚乙烯中试装置工艺过程

2.3.1催化剂技术

2.3.2冷凝技术

2.3.3茂金属技术

2.3.4双峰技术

2.4聚乙烯中试装置的运行现状及改进

2.4.1 聚乙烯装置的运行现状

2.4.2反应器温度控制的改进

2.4.3比值控制的实施

2.5相关数据的读取及筛选过程

2.5.1 OPC技术概述

2.5.2历史数据的读取

2.5.3数据预处理

2.5.4辨识数据筛选

2.6 小结

第三章气相法聚乙烯质量指标的机理模型和离线辨识

3.1引言

3.2质量指标的机理建模

3.2.1质量指标建模方法的分析

3.2.2质量指标机理模型的推导

3.3模型参数的辨识

3.3.1模型参数的辨识方法

3.3.2 PSO算法的基本原理

3.3.3 PSO算法的流程说明

3.3.4 PSO算法框图

3.4辨识结果

3.5结论

第四章气相法聚乙烯质量指标的验正和校证

4.1模型的验证

4.2模型的校正

4.2.1校正方法分析

4.2.2校正实施效果

4.3质量指标及操作约束在线估计软件

4.4小结

第五章现场实施和应用结果

5.1 OPC的实时通讯

5.2 DCS的实时监控

5.3质量指标及操作约束的在线估计

5.4质量指标的实时估计对生产的指导

5.5结论

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

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