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1、顆粒過(guò)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(wèn)題,過(guò)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(wú)法有效測(cè)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的顆粒過(guò)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(dòng)態(tài)的顆粒模型。穩(wěn)態(tài)模型分別是簡(jiǎn)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(dòng)態(tài)模型分別是動(dòng)態(tài)傳質(zhì)顆粒模型、動(dòng)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??;邊界層傳質(zhì)阻力對(duì)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(dòng)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?。活w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(guò)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(zhǎng)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
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