基于POLYMER PLUS的丙烯腈聚合反应的建模与仿真研究
丙烯腈聚合反应是一个强放热，高度非线性，参数在线测定滞后大，复杂的反应过程。因此建立一个能够准确的描述聚合反应动力学机理和聚合装置运行特性的系统模型对仿真研究是尤为重要的。本文结合生产中装置的操作参数，研究丙烯腈聚合反应过程的内在规律，分析影响聚合反应的因素，实现聚合生产的优化。本文首先应用Polymer Plus对丙烯腈聚合反应过程进行建模。由于丙烯腈聚合过程是以丙烯腈和醋酸乙烯酯为单体，氧化还原体系NaClO3- NaHSO3为引发剂，采用水相悬浮聚合工艺，因此建模过程主要是针对进料系统和聚合釜反应器建立系统的稳态模型，依据工业中的进料参数和温度、压力等操作参数对模型进料和操作参数进行设置。聚合釜中的聚合反应主要是由链引发、链增长和链终止等基元反应组成，在Polymer Plus中建立这些反应的模型方程，基于聚合反应温度和压力等参数进行计算，确定各基元反应方程的速率常数和活化能。然后对所建立的系统模型进行仿真，并将仿真结果与实际值作比较，调节参数使模型更加接近生产实际情况。最后将所建立的稳态模型导入到Dynamic中，添加相应的控制器，对某些输入参数进行调整，建立相应的动态模型。经过与装置的相关参数作比较，建立的动态模型能够较好的模拟装置的运行特性。模型仿真过程中，在保证物料质量守恒、能量平衡以及迭代运算收敛的前提下，对聚合反应过程中的影响因素进行分析，给出了聚合反应速率、聚合物聚合度、分子量以及分子量分布等指标随聚合温度、引发剂进料流量、单体进料流量、单体配比等操作参数值不同时的变化规律。
丙烯腈;Polymer Plus;建模;仿真分析
哈尔滨工业大学
硕士
化工过程机械
王庆超
2007
中文
TQ311
2014-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）