收藏本站
收藏 | 论文排版

氯乙烯聚合过程建模与质量控制方法研究

朱鹏飞  
【摘要】:聚合过程普遍存在反应机理复杂、过程非线性强的特点,导致聚合过程在线监控、过程优化和质量控制等研究具有一定的挑战性。本文以氯乙烯悬浮聚合过程为研究对象,开展了过程参数与质量指标的软测量建模、复合引发体系优化和质量指标优化控制等研究工作,主要研究内容如下:(1)在全面分析氯乙烯聚合过程工艺机理的基础上,构建了氯乙烯悬浮聚合过程基本模型,其中包括聚合反应动力学模型、聚合反应热力学模型、粒径分布群体平衡模型等,为氯乙烯聚合过程的软测量、过程优化和质量控制等研究提供了基础。(2)提出了一种基于模型输出校正的混合建模方法。通过机理分析建立氯乙烯单体液滴群体平衡模型,在此基础上,利用人工神经网络建模方法建立氯乙烯单体液滴群体平衡修正模型,实现对单体液滴群体平衡模型输出的在线修正,构成混合模型。将此建模方法应用于氯乙烯聚合过程中粒径分布的软测量,建立的混合模型既能按照液滴分散与聚并机理对聚氯乙烯颗粒的成长过程进行描述,同时又充分利用了生产现场数据对模型误差进行修正,相比纯机理模型取得了更好的预测效果。(3)研究了基于改进Kalman滤波算法的多模型融合建模方法。分别将K2PCA-ANN数据驱动模型与热力学模型应用于氯乙烯聚合速率的非线性预测,在基于最优估计的Kalman滤波算法的递推框架下将K2PCA-ANN模型预测值与热力学模型预测值有效融合,在此基础上,通过模型方差更新对Kalman滤波算法的估计参数进行在线校正,进一步优化融合模型的估计性能。应用结果表明,此建模方法较好地利用了K2PCA-ANN模型和热力学模型对生产现场数据样本进行信息提炼,提高了单一软测量模型的抗干扰性,提高了融合模型预测的精度与稳定性。(4)研究了软测量技术在聚合转化率在线监控中的系统集成。将OPC通讯应用于软测量技术的在线应用中,服务器站与操作站独立运行,服务器站计算机与控制系统连接,采集现场数据并软通过软测量模型计算出目标变量,并将此结果反馈给控制系统,再由OPC服务器发送。操作站计算机通过工业以太网与服务器站计算机连接,利用OPC客户端与OPC服务器进行数据交换,实现对目标变量的监控。氯乙烯聚合过程转化率监控的应用结果表明,该方案较好地解决了工业现场不同厂家的软硬件通讯问题,计算软件和监控组态软件并行运行,两者优势互补。(5)针对氯乙烯聚合过程复合引发体系的优化问题,提出了一种基于热力学模型、动力学模型和复合引发体系优化模型等多个模型的优化策略。以最小化单釜聚合时间为目标,以复合引发剂用量、反应釜移热能力等为约束条件,采用非线性规划解决了复合引发体系的优化问题;充分考虑反应釜传热能力对优化结果的影响,建立了复合引发体系的优化策略。应用结果表明,该优化策略能够优化复合引发体系配方,充分利用了聚合反应釜的传热能力,并能较好地应对冷却水温度、聚合温度和传热系数等过程参数变化对优化结果的影响,确保优化结果的准确性。(6)针对氯乙烯聚合过程质量指标的控制问题,提出了一种基于软测量技术的质量控制方法。采用K2PLS-ANN数据驱动建模方法建立了氯乙烯平均粒径的软测量模型,用于预测工艺变量与平均粒径指标之间的定量关系;利用软测量技术和非线性规划方法,求解得到符合平均粒径指标约束的最佳操作变量;根据平均粒径的离线分析值,利用间歇过程批次间重复的相似性特性,提出了一种偏差修正策略,用于调整操作变量和指导批次间的生产操作。应用结果表明,提出的质量优化控制策略,能够实现聚氯乙烯质量指标的平稳控制,有助于降低生产消耗,可用于指导实际生产过程。在充分理解氯乙烯悬浮聚合过程工艺和反应机理的基础上,利用软测量技术、最优化技术和质量控制技术等研究,为提高聚合过程系统建模和聚合物质量控制提供技术支持,有助于进一步开展聚合过程先进控制、系统优化等方面的研究。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张文平,石勤智,赵青,李维真;浆液法高效催化剂的乙烯聚合行为[J];合成树脂及塑料;2002年01期
2 陈红霞,曹晓光,吕建平;乙烯聚合后过渡金属催化剂研究进展[J];油气田地面工程;2002年05期
3 张东平,许学翔,程薇,于鹏,景振华,段启伟;一种新型非茂负载催化剂应用于乙烯聚合催化的研究[J];化工进展;2002年12期
4 石天峰,刘雨晴;铬系乙烯聚合催化剂研究进展[J];上海塑料;2003年04期
5 张瑞;王路海;任合刚;张宁宁;;MgCl_2-BuOH/TiCl_4催化剂催化乙烯聚合[J];合成树脂及塑料;2009年06期
6 徐国强;崔楠楠;刘东兵;王洪涛;;乙烯聚合用有机铬系催化剂研究进展[J];合成树脂及塑料;2012年04期
7 邓明远;乙烯聚合中非控制反应的发生及避免[J];塑料工业;1979年01期
8 ;乙烯聚合中非控制反应的发生及避免[J];石油化工;1979年06期
9 W.Ahrens ,F.Brandstetter ,P.Hildenbrand ,P.Simak ,龚慎思;在氯乙烯聚合中末端双键的形成[J];聚氯乙烯;1982年03期
10 杨频,黎乐民,高孝恢;用于乙烯聚合的钛(Ⅲ)催化作用机理[J];催化学报;1984年01期
11 唐士培,于波;茂锆-铝氧烷均相催化体系烯烃聚合的研究 Ⅱ.乙烯聚合和乙烯包囊聚合的研究[J];高分子材料科学与工程;1989年06期
12 冯茹,苏立明,贺大为,王佰全,田公路,许善生,周秀中;硅氧硅桥链的双核茂钛催化剂用于乙烯聚合的研究[J];高分子学报;1998年03期
13 刘胜生,于广谦,黄葆同;聚合物载体钛催化剂下的乙烯聚合[J];高分子材料科学与工程;1998年06期
14 杨志洪,罗河宽,毛炳权,唐瑞国,余鼎声;铁系催化剂的乙烯聚合研究[J];石油化工;2000年06期
15 何平;乳液法氯乙烯聚合微机控制[J];安徽化工;2001年02期
16 王向阳;氯乙烯聚合控制技术的开发与应用[J];聚氯乙烯;2003年05期
17 安彦杰;汪永强;纪春怡;孙淑坤;陈谦;黄祥俊;;高效负载镍催化剂应用于乙烯聚合的研究[J];炼油与化工;2007年04期
18 杨克俭;刘清胜;张双永;彭少成;;氯乙烯聚合尾气闭路循环回用新工艺[J];聚氯乙烯;2009年10期
19 赵盛基;聚乙烯聚合出料阀的改造[J];石油化工设备;1996年04期
20 杨卫国;综述氯乙烯聚合生产工艺密闭化[J];聚氯乙烯;2003年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张文平;张新军;石勤智;景振华;;球型催化剂用于乙烯聚合性能的研究[A];石油化工应用技术论文集[C];2004年
2 刘东兵;徐人威;廖浩瀚;邢文辉;毛炳权;;新型氯化镁载体负载单活性中心催化剂的乙烯聚合研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
3 刘绍峰;左伟伟;张树;郝鹏;孙文华;;乙烯聚合的钛系催化剂设计合成和催化性能研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
4 张树;Igor Vystorop;孙文华;;双核金属配合物的设计合成及其乙烯催化性能的研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
5 赵旭涛;朱博超;;茂/后过渡金属复配型催化剂催化乙烯聚合研究[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
6 郑战江;李悦生;;后过渡金属催化剂的负载化及其乙烯聚合行为研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
7 赵伟;许学翔;景振华;;氯化镁负载乙酰基萘酚半茂钛催化乙烯聚合研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
8 姜明财;王金萍;赵永博;李三喜;;氯化镁醇和物和蒙脱土复合球形载体负载的铁系后过渡催化剂用于乙烯聚合[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
9 孙文华;唐秀波;张东恒;介素云;张闻;马志;;铁配合物催化的乙烯聚合与齐聚[A];中国化学会第十三届金属有机化学学术讨论会论文摘要集[C];2004年
10 侯俊先;张文娟;介素云;张树;王科峰;王文清;孙文华;;新型乙烯聚合和齐聚的后过渡金属催化剂[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 朱鹏飞;氯乙烯聚合过程建模与质量控制方法研究[D];浙江工业大学;2015年
2 徐人威;氯化镁负载非茂单活性中心催化剂催化乙烯聚合研究[D];北京化工大学;2006年
3 李利东;助催化剂对铁催化剂催化乙烯聚合的影响及具有宽峰/双峰分子量分布的聚乙烯的制备[D];浙江大学;2005年
4 徐永进;后过渡金属催化乙烯聚合及其催化乙烯与极性单体共聚合研究[D];浙江大学;2004年
5 杨华祥;新型铝氧烷的合成及其在后过渡金属催化剂催化乙烯聚合中的作用[D];浙江大学;2003年
6 刘希杰;双亚甲基芳香桥双核茂金属化合物的合成及其催化乙烯聚合研究[D];浙江大学;2005年
7 肖安国;新型超支化聚烯烃的制备、表征及性能研究[D];浙江大学;2009年
8 聂玉静;钛锆双核茂金属和非茂钛金属化合物的合成及其催化乙烯及甲基丙烯酸甲酯聚合[D];浙江大学;2007年
9 胡萍;新型钛系及后过渡金属烯烃聚合催化剂的合成及其催化性能研究[D];复旦大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高梦龙;新型两齿金属配合物合成及其催化性能研究[D];齐鲁工业大学;2015年
2 董博;吡唑类/过渡金属/MAO催化乙烯聚合性能的研究[D];天津科技大学;2014年
3 陈树相;1-己烯装置工艺优化技术研究[D];东北石油大学;2015年
4 徐韬;多位点亚胺类配体及配合物的合成[D];东北石油大学;2015年
5 巴俊军;基于喹啉环的N~∧N~∧N三齿配体的钴配合物的合成及其催化乙烯聚合反应的研究[D];浙江工业大学;2015年
6 程仲庐;铁系烯烃聚合催化剂的合成及乙烯聚合反应研究[D];石油化工科学研究院;2000年
7 王秋红;乙烯聚合反应撤热能力的优化及其应用[D];华南理工大学;2012年
8 何帆;三齿配位铁钴镍配合物的合成及催化乙烯聚合反应(性能)研究[D];兰州大学;2012年
9 黄海兵;新型苯基取代杂环非茂金属配合物催化乙烯聚合的研究[D];北京化工大学;2013年
10 吕宏峰;乙烯聚合过程流程模拟的研究[D];北京化工大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978