高压低密度聚乙烯生产过程的模拟研究

天津大学

硕士学位论文

高压低密度聚乙烯生产过程的模拟研究

姓名：何加强

申请学位级别：硕士

专业：化学工程

指导教师：郭睿威

20090201

中文摘要

本文以高压低密度聚乙烯生产工艺中的压缩机和管式聚合反应器为研究对象，首先在对压缩机的工作原理进行剖析的基础上计算得到了压缩机的功耗，并找到了二次压缩机入口温度和功率之间的关系；其次建立了聚合反应器的数学模型，求解得到了聚合反应器内操作参数和物性参数随管长的变化规律；最后得到了聚合反应器内流速和压降的分布规律。’

１、生产牌号２１００ＴＮ００时Ｋ１０２一次机组的理论功率最低，Ｋ１０３二次机组的理论功率最高；生产牌号２１０２ＴＮ００时Ｋ１０２一次机组的理论功率最高，Ｋ１０３二次机组的理论功率最低。二次压缩机入口乙烯温度越低，压缩机功耗越小。二次机的入口乙烯温度每降低１度，二次机的总功耗便可以降低１２．９ｋＷ。

２、建立了聚合反应器的数学模型。求解数学模型后分析发现，引发剂的分解反应为整个反应体系的控制步骤。聚合反应的转化率、重均分子量、熔融指数沿管长方向逐段阶跃递增，乙烯单体的分率、调聚剂丙烯的分率和数均分子量沿管长方向逐段递减。每个反应段中位置靠前的冷却区夹套水的温度变化比较剧烈，而位置靠后的冷却区的夹套水温变化较为平缓。生产牌号２１００ＴＮ００、２１０２ＴＮ００和２１０２ＴＮ２６时，反应器内温度的计算值与实际值的平均相对误差分别为４．１３％、４．１６％和３．６８％，熔融指数的计算值与实际值的平均相对误差分别为３．０１％、０．４０％和５．９０％，转化率的计算值与实际值的平均绝对相对误差均小于１２％。分析结果表明该聚合反应器的数学模型是可靠的。

３、聚合反应器内，随着乙烯转化率的提高，物料在同一管段处的平均流速减小，在管内任一点的速度减小，但速度剖面图的形状与变化趋势基本相同；单位长度的压降沿管长几乎不变，且局部压降跟直管段压降相比要小得多；生产牌号为２１００ＴＮ００的聚乙烯产品时反应器的压降最大。

关键词：高压低密度聚乙烯；压缩机；管式反应器；功率；数学模型；流速；压降

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

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ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅＬＤＰＥ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ’ｔｕｂｕｌａｒｒｅａｃｔｏｒ，ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ，ｐｏｗｅｒ，ｍｏｄｅｌ，ｆｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｐｒｅｓｓｕｒｅｄ …… 此处隐藏：10403字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……