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  • 環管反應器中穩态操作的丙烯液相 本體聚合的模拟

  • 時間2013-11-04 15:43作者admin浏覽次數


摘要:采用機理建模方法,研究了丙烯在環管反應器中的液相本體聚合過程。基于流體全混流流動模式并聯 用機理分析方法,建立了環管反應器中的丙烯液相本體聚合的微觀數學模型,模拟了在穩态操作條件下環管 反應器中丙烯液相本體聚合動力學。以采集到的工業數據對模型進行了考核。從反應器内反應物料密度和聚 合物熔融指數來看,模拟結果與工業現場采集數據相吻合。采用模型考察了穩态下,主要工藝條件對丙烯聚 合過程的影響。結果表明,丙烯轉化率和聚合産物質均相對分子質量均随聚合溫度升高而增加;随丙烯進料 量的增加,轉化率下降,聚合産物質均相對分子質量則先增加後減小;随催化劑量的增加,轉化率與聚合産 物質均相對分子質量均增加;而h2進料量對轉化率沒有影響,但增加h2進料量将導緻聚合産物質均相對分 子質量下降。

關鍵詞:丙烯液相本體聚合;環管反應器;穩态模拟;聚合動力學 中圖分類号:0643.32 文獻标識碼:A


molecular mass of the product polymer to be decreased.

Key words: liquid phase bulk propylene polymerization; loop reactor; steady simulation; polymerization kinetics
聚丙烯(PP)是一類通過丙烯聚合得到的熱塑性材料。自1957年工業化以來,由于性能優異、原料 來源豐富,已成為通用樹脂中發展最快的一種[1]。

近40年來,PP的生産工藝不斷發展,由最初的漿料法發展到目前廣泛使用的液相本體法和氣相 法。自1980年高效載體催化劑在本體聚合裝置上應用以來,液相本體聚合工藝越來越受到人們的重視 并得到迅速發展,已成為我國PP工業中的主要生産工藝。

有關烯烴(包括丙烯)聚合的計算機模拟,國外主要集中在聚合機理及聚合物顆粒間傳熱與傳質過程 方面[蔔<];國内則主要針對連續攪拌釜反應器和環管反應器中的聚合過程[5_8],得到固含率(轉化率)、 床層溫度和熔融指數等參數的變化規律。針對環管液相反應器,并結合工業現場數據,采用機理建模法 進行模型化的研究還不多。

筆者針對環管中液相本體法(Spheripol工藝)的丙烯聚合過程進行了模型化研究。在分析其反應機 理的基礎上,利用生成函數法建立了聚合過程的動力學模型,對PP生産過程進行模拟與仿真。

1環管反應器簡介

Spheripol工藝的核心裝置是環管反應器[9-1(1]。環管反應器主要由一個封閉的環形主管道構成,環 管的橫截面是圓形且均勻。反應器操作時,反應的混合物漿料被軸流泵推動在環管中高速流動,充滿環 管,使物料達到充分混合。環管反應器帶有夾套,夾套内通入冷卻水,用以帶走聚合反應産生的熱量, 控制聚合溫度。

2丙烯聚合機理分析

丙烯聚合為配位陰離子聚合,普适的基元反應主要由鍊引發、鍊增長、鍊轉移、鍊終止等組成。由 此建立的模型[1蔔12]适用于丙烯聚合(含共聚)。鍊轉移反應除考慮向H2R移外,還考慮其它轉移,如 向丙烯單體、烷基
 

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