Study on Optimal Strategy of Grade Transition in Industrial Fluidized Bed Gas-Phase Polyethylene Production Process

A model of grade transition is presented for a commercialized fluidized bed gas-phase polyethylene production process. The quantity of off-specification product and the time of grade transition can be minimized by the optimization of operating variables, such as polymerization temperature, the ratio of hydrogen to ethylene, the ratio of co-monomer to ethylene, feed rate of catalyst, and bed level. A new performance index, the ratio of melt flow (MFR), is included in the objective function, for restraining the sharp adjustment of operation variables and narrowing the distribution of molecular weight of the resin. It is recommended that catalyst feed rate and bed level are decreased in order to reduce the grade transition time and the quantity of off-specification product. This optimization problem is solved by an algorithm of sequential quadratic programming (SQP) in MATLAB. There is considerable difference between the forward transition and reverse transition of grade with regard to the operating variab     

煤制乙炔的热集成设计和动态性能分析

等离子裂解煤制乙炔工艺是一种处于试验阶段的新型煤化工路线。系统的节能、平稳运行对新工艺的经济性和可行性至关重要。本文基于夹点技术对煤制乙炔全流程进行了用能分析和诊断,得出了最优的能量利用目标;在考虑实际约束的情况下提出2套换热方案。进一步,利用路径法得出两套换热方案的传递函数,由此建立了动态仿真模型,进而得到2套换热方案对扰动的动态响应特性;在对传递函数进行分析的基础上,发现影响换热网络动态性能的公用工程位置和单个换热器换热充分度2个因素。结果表明,方案1和方案2均具有较好的动态性能,能够保障节能方案的平稳运行。     

国内外聚烯烃流化床技术专利分析

采用流化床进行烯烃聚合是聚烯烃制备的核心技术之一,本文以全球聚烯烃流化床技术相关专利为研究对象,从全球专利申请趋势、专利技术来源与布局等角度,研究了全球聚烯烃流化床专利技术的分布情况,并采用文本聚类、技术功效矩阵、合作网络分析等方法,分析领域技术发展趋势、主要技术分布以及全球技术竞争格局,同时针对核心申请人进行重点技术分析,为我国聚烯烃流化床技术的发展提供参考依据。分析表明：聚烯烃流化床领域技术处于技术稳定期,且存在明显的技术垄断现象,美国技术实力最强,中国属于技术输入国,本土技术研发实力与美国存在较大差距;催化剂研究是领域研究的重点方向,围绕聚合反应器方面的研究逐步成为热点;针对冷凝工艺与回收分离工艺的改进探索相对较少,国内企业与研发机构可以作为技术突破的方向。     

振荡操作制备双峰聚乙烯的模拟

以流化床乙烯气相聚合工艺为例,提出了通过控制聚合反应条件的振荡操作,在单一反应器内实现制备双峰分子量分布聚乙烯的新工艺.通过模拟计算,分别考察了氢气、乙烯、共聚单体进料速率和反应温度的振荡操作对聚乙烯分子量分布的影响.计算结果表明,采取振荡操作后,聚乙烯树脂的分子量分布呈明显的双峰分布,表明在一个反应器里通过控制反应条件的振荡来制备双峰聚乙烯是可行的,而控制氢气进料速率的振荡操作是制备双峰聚乙烯最为有效的方法.     

新工科背景下校企合作培养化学工程高素质复合型人才的思考

新工科建设对化学工程科技人才的学科知识、专业能力、综合素质提出了更高要求,而校企合作是培养化学工程高素质复合型人才的必由之路。文章从依托生产平台、校企导师协作指导、合作攻关项目、跨专业交流、重视工程管理教育、优化考核制度六个方面探讨了校企合作培养研究生的策略,并分析了研究生自身能力的提升机制。     

射流鼓泡反应器内气液分散状态检测

射流鼓泡反应器内随着射流速度的增大,先后经历气泛、载气和完全分散三种气液分散状态。本文在射流鼓泡反应器实验装置中,利用Pavlov管测量气体分布器上方壁面附近的液速波动信号,发现液速标准差和时均液速随射流速度的增大均依次出现第一平稳段、上升段、下降段和第二平稳段,其中,第一平稳段对应气泛状态,上升和下降段对应载气状态,第二平稳段对应完全分散状态。据此提出了临界射流速度的判断准则:第一平稳段与快速上升段的交点对应的射流速度为泛点射流速度ujf,下降段与第二平稳段的交点对应的射流速度为完全分散射流速度ujcd。与目测法相比,液速标准差分析得到的ujf的平均相对偏差为5.82%,ujcd的平均相对偏差为18.2%;时均液速分析得到的ujf的平均相对偏差为5.86%,ujcd的平均相对偏差为12.1%。研究还发现泛点射流速度随表观气速的增大而增大。     

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。     

工业流化床乙烯气相共聚合过程分析

通过对Unipol聚乙烯生产工艺的分析,指出了表征树脂质量的性能指标,进而提出了影响树脂性能指标的主要操作变量.     

基于分解算法的功热交换网络多目标优化

功热网络设计问题指在流程设计中对变压和换热过程进行耦合优化设计的问题,以此来提高整体系统的能效并降低成本。前人工作中一般采用数学规划法对功热网络建模优化。然而,由于存在变压过程和换热器面积计算的非线性约束,以及换热匹配的二元变量,整体模型往往是一个高度非凸的混合整数非线性规划模型,难以求解。本文提出一种高效的功热网络优化方法。模型中分别用透平压缩机和换热器实现功热网络中轴功和热的交换。求解过程采用分解算法,主问题中用随机算法对关键变量优化,功和热两个子网络问题中用确定性算法求解。目标函数考虑了经济和环境影响。案例测试对比了不同优化目标得到的结果以及多目标Pareto曲线,验证了所提出方法的高效性。