标的优化结果
[0030] 图4是乙烯淤浆两釜串联聚合流程以不同优化目标计算所得的分子量分布与分 析值的比较
[0031] 图5是乙烯淤浆两釜串联聚合流程以不同优化目标计算所得的残差比较图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图和实施例，对本发明方法进行详细描述。下文中出现的各个参数，其 含义详见符号说明表。
[0033] 本发明的一个实施例，其步骤具体如下：
[0034] 1)建立烯烃聚合过程的数学模型，步骤如图1的右框图所示。
[0035] ①首先确定反应器的形式、操作方法。工业烯烃聚合装置有直立釜式反应器、环管 反应器、卧式搅拌床反应器以及流化床反应器等，操作状态有淤浆相、本体相、气相、超临界 流体相等多种相态。但是，不同类型的反应器均可看作连续搅拌釜反应器（CSTR)如图2所 示，或者是CSTR的组合。
[0036] ②选用聚合体系的热力学状态方程并确定其参数。本实施例采用链扰动统计缔合 流体理论（PC-SAFT)状态方程描述体系的物性与相平衡。通过再参数化方法确定聚合物体 系中纯组分如乙烯、氢气、氮气等PC-SAFT状态方程的参数。在准确确定纯组分模型参数的 基础上，得到根据文献的物性数据确定二元组分的交互作用参数。
[0037] ③确定聚合动力学机理及其参数。烯烃聚合动力学机理如表1所示，包括催化剂 的活化、链引发、链增长、链转移、链失活，kaA、kpkp、ktM、ktH、kd为相应基元反应的动力学速 率常数，j为活性位编号。反应步骤中链增长与链转移是决定聚烯烃分子量的决定步骤，因 此，氢气与单体的摩尔比是控制聚烯烃分子量的设计变量。
[0038] 表1烯烃聚合动力学机理
[0039]
【主权项】
1. 一种以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，其特征在于，包括以下步 骤： 1) 建立烯烃聚合过程的数学模型，包括如下步骤： 1-1)确定聚合系统的反应器的形式、操作方法，将各反应器看作连续搅拌釜反应器或 者连续搅拌釜反应器的组合； 1-2)根据确定的反应器的形式、操作方法，选用反应系统的热力学模型并确定其参数； 1-3)在确定的反应器的形式、操作方法以及热力学模型的基础上，确定聚合动力学机 理及其参数； 1-4)根据反应系统的热力学模型和聚合动力学机理，建立聚合过程的物料衡算与能量 衡算模型，通过物料衡算与能量衡算模型计算包括瞬时分子量及其分布、共聚组成及其分 布，累积分子量及其分布、共聚组成及其分布在内的聚烯烃的分子结构信息； 2) 将聚烯烃平均分子量或分子量分布作为聚合工艺条件优化的目标，设定聚合工艺条 件的初值； 3) 根据聚合工艺条件的值，利用步骤1)得到的物料衡算与能量衡算模型计算聚烯烃平 均分子量或分子量分布； 4) 如步骤3)计算得到的聚烯烃平均分子量或分子量分布满足预先设定的优化容差，则 进入步骤5)，否则修改聚合工艺条件的值，返回步骤3)进行迭代直至计算得到满足预先设 定的优化容差的聚烯烃平均分子量或分子量分布； 5) 将此时的聚合工艺条件的值作为优化得到的最佳聚合工艺条件，结束本方法。
2. 根据权利要求1所述的以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，其特征 在于，所述烯烃聚合过程为烯烃均聚或共聚过程。
3. 根据权利要求1所述的以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，其特征 在于，所述聚合系统至少包括一个反应器及相关流程设备。
4. 根据权利要求1所述的以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，其特征 在于，所述反应器的操作方法是间歇、半连续或连续。
5. 根据权利要求1所述的以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，其特征 在于，所述烯烃聚合过程的实施方法是淤浆相、本体相或气相。
6. 根据权利要求1所述的以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，其特征 在于，所述物料衡算与能量衡算模型，是单个或多个反应器串联的稳态或动态模型。
7. 根据权利要求1所述的以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，其特征 在于，所述物料衡算与能量衡算模型，能够计算并跟踪反应系统任意时间、任意反应器的聚 合物分子结构信息。
8. 根据权利要求1所述的以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，其特征 在于，所述聚合工艺条件为反应器的温度、压力、氢气与单体摩尔比。
9. 根据权利要求8所述的以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，其特征 在于，所述步骤2)中，根据装置已有牌号产品的反应器内氢气与单体摩尔比的值，设定反应 器内氢气与单体摩尔比的初值。
10. 根据权利要求1所述的以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，其特 征在于，所述优化容差为0. 0001。
【专利摘要】本发明公开了一种以聚烯烃微观质量为目标的聚合工艺条件优化方法，属于化工产品制造领域。本发明针对烯烃聚合过程，建立基于反应机理的过程数学模型，以平均分子量或分子量分布为聚烯烃的微观质量指标，求解满足指定产品质量要求的最优聚合工艺条件。本发明实现了在给定聚合物平均分子量和分子量分布的前提下，计算得到最优的工艺操作条件；本发明可以应用于聚合物产品结构的设计，缩短开发新牌号聚合物的时间，从而实现节能减排，提高经济效益；本发明原理简洁清晰，易于理解并实施，便于实现计算机编程，有利于聚合物产品质量的在线控制。
【IPC分类】G05B13-04, C08F10-00
【公开号】CN104570724
【申请号】CN201310470102
【发明人】顾雪萍, 胡庆云, 冯连芳, 周立进, 王艳丽, 笪文忠, 田洲
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石化扬子石油化工有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月10日