烯烴氣相聚合過程中顆粒生長的模型化.pdf

1、顆粒過熱是非均相催化劑催化烯烴氣相聚合反應(yīng)器中的重要問題，過熱引起聚合物顆粒團(tuán)聚，甚至堵塞整個(gè)反應(yīng)器，而至今無法有效測量實(shí)際反應(yīng)器中顆粒內(nèi)的真實(shí)溫度及反應(yīng)物濃度。本論文建立烯烴氣相聚合過程中的單顆粒模型，結(jié)合顆粒內(nèi)傳質(zhì)、傳熱與反應(yīng)，考察乙烯氣相聚合過程中顆粒內(nèi)單體濃度、反應(yīng)溫度及聚合物粒徑的變化。論文的目的是通過模型的求解與分析，在聚烯烴催化劑制備及聚合反應(yīng)器操作等方面提供指導(dǎo)和參考，避免聚合過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的顆粒過熱，保證聚合反應(yīng)器的穩(wěn)

2、定操作。 論文依次建立穩(wěn)態(tài)和動態(tài)的顆粒模型。穩(wěn)態(tài)模型分別是簡單穩(wěn)態(tài)顆粒模型、穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)顆粒模型、穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)與傳熱顆粒模型，模型方程為非線性代數(shù)方程組或非線性二階微分方程(組)，采用解析或數(shù)值方法求解。動態(tài)模型分別是動態(tài)傳質(zhì)顆粒模型、動態(tài)傳質(zhì)與傳熱顆粒模型，模型方程為二階偏微分方程(組)，采用多層模型的思想進(jìn)行方程離散及數(shù)值求解。 穩(wěn)態(tài)顆粒模型的計(jì)算結(jié)果表明：顆粒表面單體濃度高于顆粒中心，中心溫度高于表面，濃度梯度較大而溫度分

3、布較均勻；隨聚合物粒徑增大，顆粒內(nèi)溫度降低，濃度梯度和溫度梯度都減?。贿吔鐚觽髻|(zhì)阻力對計(jì)算結(jié)果影響很??；聚合速率表達(dá)式應(yīng)考慮顆粒內(nèi)催化劑活性位的稀釋作用。 動態(tài)顆粒模型的模擬結(jié)果表明：隨聚合反應(yīng)時(shí)間增加，顆粒內(nèi)濃度梯度減小；顆粒內(nèi)溫度分布均勻； 反應(yīng)初期幾秒內(nèi)聚合物顆粒迅速升溫至最高溫度，產(chǎn)生一定過熱，隨即降溫至聚合物熔融點(diǎn)以下； 聚合物顆粒粒徑在反應(yīng)初期增長速度快，反應(yīng)后期粒徑增加速度變慢。參數(shù)分析指出催化劑活