聚丙烯作为原材料在建筑工程、汽车工业、家用电器和塑料管材中有广泛的应用,而聚丙烯生产过程是一类非常重要的化工间歇生产过程。由于生产过程具有时变性、非线性和反应机理复杂等特点,属于难以控制的对象。近年来国内外有许多专家学者致力于聚丙烯的生产研究,所得到的成果大都是基于化学静态工艺进行的,内容主要集中在如何通过改善工艺方法和反应条件来提高产品质量。面对日趋剧烈的市场竞争以及国家节能减排的要求,对控制系统提出了越来越高的要求。由于聚丙烯生产方式的不同、催化剂和活化剂选择的多样性以及化学参数的时变性,应用于具体对象的有效机理模型及其过程优化方法研究的不多。所以针对聚丙烯间歇生产过程的特点,建立聚丙烯动态机理模型,对生产过程进行优化,进而提高聚丙烯间歇反应温度的控制水平,为化工间歇生产过程的先进控制创造条件,具有十分重要的现实意义和应用价值。本文根据辽宁省工业装备先进控制系统重点实验室50L间歇式反应釜的装置特性以及聚丙烯间歇生产过程的工艺要求,通过对聚丙烯的反应机理进行研究和分析,设定聚丙烯间歇反应的初始工艺参数,建立了聚丙烯生产过程的机理模型;研究了反应釜冷却阶段的传热特性,并建立了实现聚丙烯生产的预热段、反应段以及冷却段的完整生产过程;在此基础上,进而建立了加热时间和反应转化率的关系;最后根据工业生产中聚合反应的工艺要求,建立了以节能降耗和缩短生产周期为目标的聚丙烯过程优化模型,并进行了求解。计算结果表明:所提出的间歇式反应釜的过程优化方案为实现间歇生产过程的节能降耗和缩短生产周期的综合优化奠定了重要基础。