LLDPE聚合反应器冷凝态操作模型化研究

摘要

气相法线性低密度聚乙烯(LLDPE)工艺因其流程简单、技术经济性好；操作条件缓和、操作弹性大、安全性好等优点而得到广泛应用。但是气相法流化床工艺有限的移热能力，限制了其生产能力的进一步提高。针对气相法聚乙烯技术撤热能力有限的状况，出现了冷凝态操作工艺。目前，国内传统的气相法聚合工艺正在进行着这种冷凝态操作工艺的改造，在这种新工艺的扩能改造中开展相应的模拟研究是非常必要和有价值的。 本文针对气相法冷凝态LLDPE工艺，以流化床反应器为主要研究对象，根据物料和能量衡算方程式，建立了聚合反应器的全混流模型和两相模型。采用从聚合反应机理出发的反应动力学模型，模型参数选用文献发表的关于Ziegler-Natta催化剂的动力学参数。 模型的创新之处在于考虑冷凝剂对反应器行为的影响。基于冷凝态操作全混流模型和两相模型，根据实际操作条件，模拟计算出聚合物产率、反应器内乙烯浓度、催化剂残留量、催化剂效率、反应器内热质分布等重要变量；系统研究了冷凝剂含量、催化剂进料流率和入口温度等对反应器行为的影响；提出了各参数的合理范围，为LLDPE流化床反应器的优化控制提供了可以参考的依据。 实际生产数据与模拟计算结果符合较好，表明两模型均能准确描述LLDPE流化床反应器的行为。

目录

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第一章文献综述

1.1 LLDPE生产工艺进展

1.1.1 LLDPE的性质和用途

1.1.2国内外生产和消费状况

1.1.3 LLDPE生产工艺技术

1.2气相法LLDPE冷凝态技术

1.2.1冷凝态技术发展

1.2.2主要专利技术

1.2.3冷凝态技术产生的重要影响

1.3乙烯聚合反应器建模进展

1.3.1全混流模型

1.3.2两相模型

1.3.3三相模型

1.4小结

第二章乙烯聚合反应机理

2.1 LLDPE催化剂的发展

2.1.1铬系催化剂

2.1.2 Ziegler-Natta催化剂

2.1.3茂金属催化剂

2.1.4非茂金属催化剂

2.1.5双功能催化剂

2.1.6复合催化剂

2.2乙烯共聚反应机理

2.3乙烯共聚反应动力学

2.4 小结

第三章物性参数及流体力学参数的计算

3.1物性数据

3.1.1热力学性质计算

3.1.2传递物性数据

3.2流体力学参数

3.3小结

第四章气相法冷凝态LLDPE的全混流模型

4.1 LLDPE工艺流程

4.2乙烯聚合机理

4.3冷凝态气相法LLDPE全混流模型建模

4.3.1模型假设

4.3.2物料及能量衡算方程

4.3.3反应动力学参数计算

4.4模型求解

4.5计算结果与分析

4.5.1计算结果

4.5.2冷凝态LLDPE反应器行为研究

4.6 小结

第五章气相法冷凝态LLDPE反应器两相模型

5.1气相法冷凝态LLDPE两相模型建模

5.1.1模型假设

5.1.2质量及能量平衡方程

5.2模型求解

5.3计算结果与分析

5.3.1计算结果

5.3.2聚乙烯反应器行为研究

5.4 小结

第六章结论与展望

6.1论文结论

6.2工作展望

参考文献

附录

致谢

研究生成果及发表学术论文

作者及导师简介