LDPE釜式反應器混合特性研究.pdf

1、低密度聚乙烯(LDPE)釜式反應器中，混合情況不但與反應器的安全、穩(wěn)定運行密切相關，而且直接影響聚合產(chǎn)物的性質(zhì)。深入研究LDPE釜式反應器的宏觀混合和微觀混合特性，結合反應器混合模型和聚合反應動力學，建立反應器混合特性與LDPE產(chǎn)品性質(zhì)之間的對應關系，對深入理解該工藝的特點和反應器的操作優(yōu)化具有重要的指導意義。本文圍繞這一主題開展了如下三方面的工作。
　　首先，針對LDPE釜式反應器建立冷模實驗裝置，通過對宏觀混合時間和停留時間分

2、布的系統(tǒng)考察，掌握了其宏觀混合特性。研究發(fā)現(xiàn)，中部軸承套起到分區(qū)擋板的作用，反應器可分為上下兩個分區(qū)，分區(qū)內(nèi)部混合情況良好。實驗條件下，多股進料不但可以保證物料在整個反應器中較好的分散，還可使總停留時間分布(RTD)受攪拌轉(zhuǎn)速的影響較小。對于多股進料的體系，RTD的無因次方差分析結果與實際情況相矛盾，而基于信息熵理論的信息熵混合度M能準確地反映流體的流動與混合情況。
　　其次，在LDPE釜式反應器冷模實驗裝置中，采用碘化物-碘酸鹽

3、平行競爭反應體系研究了其微觀混合規(guī)律，并對工業(yè)反應器的微觀混合情況進行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，微觀混合效果隨攪拌轉(zhuǎn)速的增大而變好，隨液體粘度的增大而變差，粘度對微觀混合的影響大于攪拌轉(zhuǎn)速的影響。由團聚模型確定實驗條件下的微觀混合時間tm介于0.003～0.05 s?；诠I(yè)反應器中離析指數(shù)-粘度的關系與冷模實驗裝置相同這一假設，研究發(fā)現(xiàn)當反應溫度為260℃時，tm(0.03～0.05 s)遠小于特征反應時間tr(0.9 s)，微觀混合對聚合反

4、應的影響較小;當溫度達到290℃時，tm(0.013 s)與tr(0.1 s)接近，微觀混合對聚合反應的影響不可忽視。
　　最后，建立了反映LDPE釜式反應器中非理想混合特性的分區(qū)混合模型——PFR-CSTR-PFR組合模型，并結合自由基聚合動力學對工業(yè)上反應工段進行Aspen模擬，考察了操作變量和混合情況對聚合產(chǎn)品的影響。由停留時間分布實驗數(shù)據(jù)擬合得到模型參數(shù)（全混比和返混比）并對模型進行驗證。根據(jù)返混比隨攪拌雷諾數(shù)變化的曲線確