本文以Himont公司Spheripol本体法聚丙烯生产工艺为例,研究了聚丙烯连续生产过程中产品的牌号切换问题,进行了建模和优化工作,在此基础上,将理论与实际相结合,阐述了最优牌号切换策略在工业聚丙烯装置上的具体应用和实施,探讨了牌号切换的在线校正问题。 首先,对聚烯烃连续生产过程中的牌号切换问题进行了文献综述。简要介绍了牌号切换的概念及研究意义,随后从操作模式、切换目标、影响因素和数学描述四个方面对牌号切换问题进行了具体分析,综述了该问题研究的特点和难点,总结了解决最优牌号切换问题的一般方案并回顾了近年来该领域研究的研究进展。 其次,介绍了催化剂体系和丙烯聚合反应机理,并对Spheripol工艺流程做了简要说明。根据丙烯聚合反应机理推导出丙烯聚合的机理模型框架,在此基础上进行了聚合物质量性能指标的软测量研究。在研究中,主要考虑温度、氢气、丙烯和共聚单体乙烯对于聚合反应的影响,根据现场采集数据进行拟合,得到了熔融指数、等规度和乙烯含量的半经验半机理模型,并对熔融指数的软测量模型进行了校验。 随后,关注于聚丙烯牌号切换过程优化策略的研究。以丙烯均聚物之间的牌号切换过程为例,进行了切换过程的建模、目标函数的建立等工作,对目标函数进行仿真计算,得到了牌号切换时熔融指数和氢气浓度、温度等状态变量的最优变化轨迹图,分析了各种状态变量变化的原因并指明了研究成果的重要经济意义。 最后,讨论了工业生产中的牌号切换问题。由于牌号切换损耗巨大,企业迫切需要一套最优牌号切换策略来指导生产。根据项目经历,作者详细论述了聚丙烯装置计算机监控系统中牌号切换模块的理论基础和实际应用,并对如何在生产装置上实施牌号切换的闭环控制问题进行了构思和分析。