气相法聚乙烯工艺树脂生片结块的原因分析

通过分析气相法聚乙烯反应器内核源块料探测器指示值超量程这一事件,查找气相流化床反应器内核源块料探测器指示值超量程的原因。同时笔者结合在日常生产过程中掌握的工艺技术和操作经验,进一步分析气相法流化床反应器内树脂出现生片结块的深层原因,期望能对气相法聚乙烯装置的稳定生产提供指导和借鉴。     

双峰聚乙烯生产技术的优化

分析了双峰聚乙烯装置运行中存在的主要问题,根据双峰工艺技术特点,从流化床参数控制、产品牌号切换、催化剂切换、在线色谱分析等方面采取了优化措施。严格控制流化床的乙烯分压和乙烯分压的增长速率、1-丁烯的加入速率、流化密度、流化速率、气相反应器入口温度以及反应温度变化率,并对在线色谱进行改造,增加了一个旋风分离器。通过优化,提高了流化床参数控制的稳定性,避免了块料的产生,实现了长周期运行的目标。     

柱形流化床传热特性的数值模拟

对Shedid等搭建的圆柱体流化床采用欧拉?欧拉法进行三维数值模拟,考察了颗粒球形度、表观进气速度和床料初始堆积高度对流化床内垂直加热壁面与流动床料之间对流传热特性的影响,采用有效导热系数分别计算气相和固相的对流传热系数。结果表明,随表观进气速度增大,流化床内颗粒物料湍流运动加剧,加热壁面平均温度和流体平均温度下降,壁面流体间传热平均温度差减小,壁面流体间对流传热系数增大;随初始床料高度增加,流化床内颗粒与加热壁面的接触面积增大,导致固相平均对流传热系数增大。     

Unipol气相聚乙烯反应器结块问题研究进展

对Unipol工艺气相流化床聚乙烯反应器生产运行过程中生成的块料形态和特征进行了分类与总结;对反应器结块现象、结块原因、结块部位及防结块措施研究进展进行了归纳。结果表明：结块的原因为静电因素、反应器设计因素、工艺条件控制因素和物料性质因素。实际生产运行过程中,严格落实与各种影响因素相对应的防结块措施,能从一定程度上缓解结块现象,但不能彻底消除结块。建议从控制原料质量、优化防结块控制条件和深入研究聚合反应动力学三个方面同时着手,探究结块本质原因和开发抑制结块技术。     

多段分级转化流化床颗粒浓度的数值模拟

多段分级转化流化床煤气化反应器是由鼓泡射流流化床和快速流化床耦合而成的新型气化炉,采用欧拉双流体模型对其气固两相流动行为进行了数值模拟。模拟结果表明,两种流型的耦合,并非两种流态形式的简单叠加,回料口下段床内轴向浓度呈"C"型分布,上段轴向浓度呈指数分布,与实验结果较接近。同时考察了局部位置的颗粒浓度分布及其随操作条件的变化情况,表明快速床稀相段边壁区域颗粒浓度波动较中心强烈,且对操作条件的变化敏感,回料口附近的偏流现象以及过渡渐缩段的颗粒弹溅现象均与实验观察一致。研究得到的规律可指导多段分级转化流化床的设计和优化。     

UNIPOL工艺结块与结片的防止措施

通过分析气相流化床的流化状态，指出了UNIPOL工艺结块、结片的部位、原因，并提出了通过保持流化床的状态、消除静电的方法以及采取其它外部条件来防止结块、结片，以延长系统的运行周期。     

采用气相流化床在非冷凝态生产高密度聚乙烯时结块的研究

阐述了流化床在非冷凝态生产高密度聚乙烯时静电产生与结块的机理、危害。通过对气相流化床在非冷凝态下生产高密度聚乙烯时结块多的原因进行分析,发现造成结块的主要原因是静电波动大,由于1-丁烯、氢气加入量低等原因,造成静电波动大,反应器结块严重,块料频繁堵塞出料管线,给装置安全稳定运行和单耗控制带来严重危害。通过控制原辅材料杂质含量、定期再生精制床层、提高冷剂异戊烷浓度、控制流化气速等措施,有效解决了这一问题。     

多段流化床技术用于多相催化与纳米材料合成过程

简要回顾了清华大学十余年来开发多段流化床技术与工业应用历程,包括利用冷态实验确定多段流化床的操作域,不同段中催化剂密相高度随气速变化以及与外置溢流管尺寸的关系,并且将其运用于硝基苯气相加氢制备苯胺、间苯二腈氨氧化、甲醇合成、乙炔法制备氯乙烯以及化学气相沉积法制备碳纳米管过程,并实现了工业化应用。多段流化床结构灵活,可以根据不同过程的工艺要求（如对变温或变气氛及高转化率与长催化剂寿命的要求等）进行调节。相关技术开发拓展了流化床的应用领域。     

多层圆振动流化床干燥机用于氢氧化锂干燥的研究

对多层圆振动流化床干燥机用于氢氧化锂的干燥进行了实验研究。得出了颗粒的停留时间与振动强度以及颗粒湿含量的关系,测出氢氧化锂在多层圆振动流化床干燥机中的干燥特性,并与该颗粒物料在箱式烘箱中的干燥特性进行比较。结果表明：颗粒的临界湿含量,在静态及振动流化床条件下,基本相同;但对于等速干燥速度,多层圆振动流化床条件下是静态条件下的22倍左右。这对了解多层圆振动流化床干燥机的干燥机理,以及对其进行放大设计,具有一定的参考价值。     

2万吨/年苯胺生产装置工艺设计

本设计采用硝基苯气相加氢流化床技术生产苯胺。设计中260~280℃的反应温度,1-3MPa的反应压力以及氢油比为9:1的最佳生产条件,使反应物硝基苯转化率达到99%以上,并实现年产两万吨的目标。本设计着重设计了硝基苯气相加氢流化床反应塔设备,并根据生产要求通过物料衡算、能量衡算得出了反应塔设备的最佳工艺条件。另外,设计中又相继讨论了回收阶段流程设计、催化剂的选用等相关项目。     

一种HDPE饮用水桶专用料的制备与表征

采用铬系催化剂,在气相流化床中试装置上进行乙烯均聚试验,制备出高密度聚乙烯(HDPE)饮用水桶专用料,在对其进行结构表征的基础上,评价了专用料的性能,并与进口料HDPE DMDH6400进行比对。结果表明,制备出的2种样品微观结构与HDPE DMDH6400相似,其基础物性、力学性能、低聚物含量以及总表面迁移物含量等性能均达到进口料产品水平。此外,样品具有较好的加工流变性能。     

循环流化床中不同密度颗粒分离特性的直接数值模拟研究

针对循环流化床铁矿粉烧结技术中的关键问题，首次用直接数值模拟方法对不同密度床料颗粒在床内的分布进行了数值模拟。数值模拟将气相场和离散颗粒场分别用欧拉方法和拉格朗日方法进行处理，在每一时间步长内对气相场和离散颗粒场的相互作用进行耦合，得出了焦炭和铁矿粉混合床料在循环流化床内的分离规律。数值模拟结果与国外相同研究的实验结果进行了对比，验证结果表明本文所给出的直接数值模拟方法具有较高的准确性。     

流化床-化学气相沉积技术在先进核燃料制备中的应用进展

流化床-化学气相沉积（FB-CVD）技术是化工流化床技术和材料化学气相沉积制备技术的交叉耦合,兼有流化床处理量大、传热快、温度均匀以及化学气相沉积温度调节范围广、产物丰富多样等优点,其在先进核燃料制备中有着重要的应用,但随着先进核燃料“质”和“量”的不断发展要求,现有的FB-CVD技术有许多方面亟待完善。本文回顾了作者课题组利用流化床-化学气相沉积在高温气冷堆TRISO核燃料颗粒、先进核燃料包覆颗粒、核燃料示踪颗粒、基体SiC纳米颗粒、SiC@Al₂O₃复合纳米颗粒等方面的研究进展,阐述了基本方法、实验过程和典型研究结果,并分析了流化床-化学气相沉积过程中遇到的实际问题。指出了FB-CVD技术未来发展方向,主要涉及反应器规模化放大和连续性生产、孔口沉积消除及温区控制、粉体制备中的纳米颗粒连续收集、新型反应器及工艺设计等方面,具体包括高密度颗粒稳定流化放大准则、床层局部温区控制以及分区流化床结构设计等。     

工业流化床聚乙烯树脂性能模型的研究

本文首先分析了聚乙烯树脂熔融指数和密度变化的影响因素,建立了流化床动态过程中聚合物性能指标的递椎关系和工业流化床乙烯气相聚合过程产品质量的预测模型,利用乙烯气相（共）聚合过程中不同工艺条件下树脂的质量数据,对模型参数进行了优化,提出由于影响因素的相互关联,熔融指数和密度的控制应该联合进行;熔融指数和密度的计算值与测量值之间的平均误差分别为8.19%和0.13％。预测精度满足要求,模型可以应用于具体的工业生产过程。     

聚乙烯滚塑专用料的开发

利用Unipol气相流化床工艺装置进行聚乙烯滚塑专用料的研制开发,通过聚合工艺参数的调整,生产出聚乙烯滚塑专用料YLR-3505,并从常规物性、热行为、分子序列、相对分子质量及其分布、加工应用情况等几方面对YLR-3505和进口聚乙烯滚塑专用料样品进行分析表征.结果表明,YLR-3505聚乙烯滚塑专用料的综合力学性能、加工成型性及制品长期耐老化性能均类同于进口产品.     

石英砂流化床床料磨损的数学模型

针对石英砂流化床床料磨损问题,从磨损的机理出发,基于Fleischer关于摩擦磨损的系统能量平衡理论建立了一种磨损数学模型。磨损细颗粒脱离母体颗粒的磨损破坏条件是依据材料动力破坏的最小能量原理。该模型考虑了床料颗粒在流化床的运行特点和颗粒的物理性质,能够反映流化床床料磨损的一些物理意义,且模型计算结果与实验数据吻合较好。     

基于复杂性分析的流化床中流型的声发射检测

运用声发射检测技术,对Unipol气相流化床中声发射信号沿床高的规律性变化进行考察,对声信号进行复杂性分析,提取信号的涨落复杂性及Lempel-Ziv复杂性作为特征参数,成功获得了工业流化床中的颗粒流动模式。对声发射信号进行能量分析和复杂性分析均发现,Unipol工业气相流化床中的流型是带有滞留区的双循环流动模式。研究结果表明,基于复杂性分析和声发射检测的流化床中流型的测量是可行的。     

共聚级聚丙烯的生产及性能研究

利用环管反应器加气相流化床组合工艺生产了乙烯—丙烯抗冲共聚产品,对产品结构性能进行了研究,产品性能测试结果各项指标达到进口料水平,实现了替代进口专用料,取得了很好的经济效益。     

循环流化床锅炉返料换热装置冷态试验研究

针对一种工业循环流化床(CFB)装置专利技术,提出了新的返料换热装置方案.并在一个循环流化床冷模试验系统中,对返料换热装置气固流动特性与结构尺寸的关系进行了试验研究.通过改变回料换热室进出口结构尺寸,增设径向侧送风等,观察分析不同结构参数条件对回料系统内床料气固流动状况的影响.试验得到了回料室进口底流孔面积、返料口高度...     

膨胀床吸附层析及其在生化分离中的应用

膨胀床是稳定无返混的流化床,它可直接从料液中吸附目标产物,不需预先除去料液中的颗粒。膨胀床将料液的澄清、浓缩和初步纯化集成于一个单元操作中,大大降低了分离过程的复杂程度,提高分离效率。吸附剂的物性、膨胀床装置、料液的性质以及操作条件等因素对膨胀床的稳定和分离效率有很大的影响。