气相法聚乙烯工艺冷凝态操作模式的稳定性和动态行为

气相法聚乙烯工艺冷凝态操作模式由于显著提高了循环气移热能力和反应器时空产率,已成为流化床乙烯聚合工艺的主流操作模式。建立了气相法聚乙烯工艺冷凝态操作模式的数学模型,包括流化床反应器模型,多级换热器模型和反应温度、压力以及循环气组成的控制模型。基于此,采用流程模拟方法,计算了系统在反应器温度采用闭环控制时的稳态解;根据系统对小扰动的动态响应特点,定性判断了反应器温度采用开环控制和闭环控制时聚合反应系统的稳定性;考察了系统对1-己烯分压和催化剂进料速率的阶跃响应特性。结果表明,反应器温度采用闭环控制时,聚合反应系统在所考察操作条件下均是稳定的,而采用开环控制时,解曲线被分叉点分割为稳定区域和不稳定区域。反应器温度对1-己烯分压阶跃变化的动态响应表明聚合反应系统存在长、短周期两类振荡,表明冷凝态操作模式下乙烯聚合反应过程是一个多控制回路耦合的复杂过程。     

气相法聚乙烯工艺冷凝态操作模式的稳定性和动态行为

气相法聚乙烯工艺冷凝态操作模式由于显著提高了循环气移热能力和反应器时空产率,已成为流化床乙烯聚合工艺的主流操作模式。建立了气相法聚乙烯工艺冷凝态操作模式的数学模型,包括流化床反应器模型,多级换热器模型和反应温度、压力以及循环气组成的控制模型。基于此,采用流程模拟方法,计算了系统在反应器温度采用闭环控制时的稳态解;根据系统对小扰动的动态响应特点,定性判断了反应器温度采用开环控制和闭环控制时聚合反应系统的稳定性;考察了系统对1-己烯分压和催化剂进料速率的阶跃响应特性。结果表明,反应器温度采用闭环控制时,聚合反应系统在所考察操作条件下均是稳定的,而采用开环控制时,解曲线被分叉点分割为稳定区域和不稳定区域。反应器温度对1-己烯分压阶跃变化的动态响应表明聚合反应系统存在长、短周期两类振荡,表明冷凝态操作模式下乙烯聚合反应过程是一个多控制回路耦合的复杂过程。     

PET装置开停车过程总结

对PET装置开停车过程的工艺操作进行探讨,主要包括目标值跟踪功能控制系统升温,酯化反应器带料开车,开车时进浆料的技术要点,停车时酯化反应的控制,黏度控制和反应釜的煮洗等。对开停车的历史数据进行了对比。     

聚酯生产技术剖析

概述了PTA直接酯化连续缩聚生产聚酯(PET)过程中,其酯化和缩聚反应的工艺参数对过程的影响,并对目前生产上使用的不同酯化工艺作了分析:阐述了对酯化、预缩聚反应器和后缩取反应器的设计要求;提出可用反应时间的长短评定聚酯生产技术的先进住。     

五釜工艺聚酯工业装置的稳态模拟

针对大型连续PTA直接酯化法PET工艺过程装置,以Aspen Plus和Polymers Plus为模型开发工具,建立了以反应和传质过程机理为基础的稳态模型。结果表明:该模型中包括了酯化反应、缩聚反应、二甘醇生成反应、链降解反应和乙醛生成等主副反应,且考虑了端羧基对酯化反应的自催化效应;更重要的是模型考虑了酯化阶段PTA在酯化反应器中的溶解过程和终缩聚阶段小分子的脱挥,并建立了小分子脱挥的传质系数与缩聚反应器内聚合度、黏度、温度和搅拌器转速等的关联;在此模型基础上模拟研究了第一酯化反应操作温度对各反应器出口指标的影响,指出酯化段的酯化率有一个适宜的控制范围。     

PTA装置氧化反应器自动升降负荷的先进控制

针对PTA装置氧化反应器升降负荷过程中存在的滞后大、动态响应慢、非线性严重、回路间关联性强等控制难点,在多变量预测控制器基础上设计了自动升降负荷系统,极大提高了生产操作平稳度,降低了物耗和能耗及产品质量的波动,取得良好的控制效果和显著的经济效益。     

增加聚酯装置工艺操作弹性的过程分析

详细分析计算了聚酯生产装置的第一酯化反应器热量需求 ,初步探讨了最终缩聚反应器的工艺能力 ,指出了该装置运行过程中增加操作弹性的解决方案     

聚丙烯环形反应器模拟与分析：（Ⅱ）动态特性和操作稳定性

建立了聚丙烯环形反应器动态数学模型,通过模拟计算,研究了工艺参数扰动时聚丙烯环形反应器的动态响应规律、反应器结构参数对动态特性的影响,并对冷却水流量和冷却水入口温度进行了动态操作稳定性分析。     

微尺度下渗透汽化?酯化反应耦合过程

设计加工了新型膜微反应器,分析了该设备对渗透汽化?反应耦合过程的强化作用.以酯化反应为模型反应,在催化膜微反应器中,考察了有无渗透汽化作用下催化剂负载量和温度对酯化反应性能的影响.结果表明,在反应停留时间60 min、温度65℃的条件下引入渗透汽化作用,转化率由13.6%提高至54.0%.由于微反应系统的比表面积大且扩散距离短,过程微型化有利于副产物水的脱除,能强化膜分离与反应耦合过程.在催化剂含量15%(?)、反应停留时间60 min、温度65℃的条件下,催化膜微反应器和常规尺寸催化膜反应器内的酯化反应转化率分别为54.0%和29.3%.微反应设备中无需机械搅拌,对催化膜有保护作用.     

聚酯(PET)反应过程研究⒇Ⅳ酯化反应过程数学模拟

通过对酯化反应器流动模型的分析结合酯化反应化学平衡、反应动力学和反应器内传质的研究建立了适用于多种工业酯化反应器的数学模型     

PET酯化反应过程中的二甘醇生成

二甘醇(DEG)在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)切片中的含量是PET的重要质量指标．在生产过程中必须严格控制。利用PET的工艺模拟模型,计算并分析了酯化反应器内DEG生成量及其影响因素,结果表明,第一酯化反应器出口的DEG质量分数为0．732％;第二酯化反应器出口的DEG质量分数为0．851％;影响DEG生成的反应因素按影响程度大小依次为：温度、配比、时间和压力。     

新型两釜PET装置

介绍了惠通新型的两釜PET技术,对新型酯化/预缩聚反应器的工艺及设备结构做重点说明。对新型两釜装置的特点进行了总结。     

规模化聚酯装置酯化过程的机理模型化

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)酯化反应体系的热力学物性计算、动力学常数的整定是实现聚酯工业生产装置模型化的2个重要部分。对聚酯酯化过程的各主副反应——酯化反应、缩聚反应、水解反应、醇解反应、二甘醇生成反应进行机理分析和参数比较,确定了聚酯生产全流程模拟的动力学常数的合理范围。通过动力学参数对目标产物对苯二甲酸、二甘醇、乙二醇、PET质量流量影响的灵敏度分析,修正了反应动力学常数使之适应特定的工业装置,结合物性计算方程建立了规模化聚酯装置酯化工段的机理型数学模型。利用不同生产负荷的工业数据对模型进行了验证,其误差在3%以内。     

PET酯化过程负荷调整的建模与优化

采用基于链段的方法,应用装置分析测试数据,建立并验证PET装置酯化过程模型。研究装置负荷变化过程,酯化工艺参数的调整策略对酯化物性能影响。研究表明优化工艺参数调整策略能有效地降低酯化率波动。     

PET连续聚合工艺流程优化改造

采用将五釜流程改为四釜流程的方法,即以酯化预聚塔一个反应器取代五条工艺流程的第二酯化釜和第一预缩聚釜两个反应器,对PET聚合工艺流程优化,改造后的PET单线生产能力由160t/d提高到200 t/d,其单耗PTA由改造前的865 kg/t降至863 kg/t,EG由338 kg/t降至334 kg/t,降低了成本,提高了产品质量。     

PET装置EG降耗的措施

对EG损耗影响因素进行分析后,通过改进酯化水分离塔,增大酯化釜,平衡原料量比,缓和工艺反应条件来降低酯化中的裂解副反应,降低EG单耗,减少对大气的污染,进一步推进装置清洁化生产。     

Simulation of Continuous Esterification Process of Polyester Polyols

Based on the kinetic and thermodynamic equations, a comprehensive mathematical model for the continuous esterification process of polyester polyols was developed, which was carried out in an innovational bubbling reactive distillation tower (BRDT) at atmospheric pressure. In this new type of reactor, direct esterification between ethylene glycol and adipic acid was accomplished efficiently and rapidly. A bench BRDT with the height of 2 m was applied for the esterification process of poly (ethylene adipate) (PEA). In the continuous operation, linear oligomers were discharged from the bottom of the column, while water passed a few column trays and a packing section as a condensation byproduct. The influence of major operating conditions on reactor performance was also simulated. Simulation results were in good agreement with experimental data, providing a strategy for developing and optimizing this process.     

Optimization for the minimum reaction time of pet esterification

We have investigated the direct esterification reaction between terephthalic acid (TPA) and ethylene glycol (EG) in semi-batch reactors, the first stage process for making polyethylene terephthalate (PET), to get optimum conditions for the minimum reaction time. An independent-variable-minimization problem, i.e., a free-end-time/fixed-end-point problem, has been formulated for the system, and then converted to a dependent-variable-minimization (fixed-end-time/ free-end-point) problem by a coordinate transformation, for the latter problem readily yields to established solution methods. We have solved this reformulated problem to obtain the optimal temperature profiles in the reactor required for the minimum reaction time, by iteratively improving the temperature (manipulating variable) profile using the Pontryagin’s minimum principle. The results prove that the method employed here successfully finds an optimal solution for the PET esterification process. The reduction of the reaction time realized following this optimal temperature profile in the reactor was, however, found to be smaller than expected, due to the approximating assumptions of neglecting the solubility equation of TPA in the model. The results obtained using a more improved model of the system will be reported in the future.     

热虹吸酯化反应器性能研究

本文通过在模拟热虹吸酯化反应器中气量与循环比的研究,得到循环比与气量的关系为R=42.78V0.43g,酯化反应器接近全混釜,若外加动力循环,气动力不会起阻碍作用,可叠加部分循环量。