Оперативное управление процессом полимеризации этилена при высоком давлении

• Автор: Рудакова, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых сокращений.

Введение.

1. Описание технологического процесса.

1.1. Характеристика и анализ процесса получения полиэтилена.

высокого давления в автоклавном реакторе

1.1.1. Основные положения реализации процесса полимеризации этилена при высоком давлении в автоклавном реакторе

1.1.2. Описание технологического процесса.

1.2. Анализ процесса получения ПЭВД, как объекта управления.

1.3. Аналитический обзор систем диагностики и оперативного управления.

1.3.1. Текущий уровень автоматизации установки получения ПЭВД.

1.3.2. Развитие систем управления установкой получения ПЭВД.
1.3.3. Обзор систем оперативного управления процессов полимеризации.
Выводы и постановка задачи исследования.
2. СОУД процессом получения ПЭВД
2.1. Основы функции и структура СОУД
2.1.1. Задачи и функции СОУД
2.1.2. Выбор информационной технологии
2.2. Построение ДМ
2.2.1. Форма представления знаний в ДМ
2.2.2. Формализация нечеткой экспертной информации
2.2.3. Декомпозиция объекта диагностирования
2.2.4. Структура ДМ.
2.3. Методика обнаружения нештатной ситуации
2.4. Сравнительная оценка критериев схожести ситуаций.
Выводы к главе 2
3. Синтез диагностической модели
3.1. Формирование математического описания процесса для ДМ
3.1.1. Математическое моделирование автоклавного реактора.
3.1.2. Моделирование поведения установки синтеза ПЭВД с автоклавным
реактором в динамике
3.2. Идентификация ДМ СОУ.
3.2.1. Приобретение экспертных знаний о предметной области.
3.2.2. Формализация нечеткой исходной информации.
3.2.3. Сбор и промежуточная обработка экспертной информации
3.3. Формализация экспертной информации для реакторного узла
Выводы к главе 3
4. Исследование СО УД.
4.1. Техническая реализация СОУД установкой получения ПЭВД
4.2. Информационное обеспечение СОУД
4.3. Алгоритмическое обеспечение СОУД.
4.4. Программное обеспечение СОУ
Выводы к главе 4
Заключение.
Литература


Разработан алгоритм работы системы оперативного управления и диагностики со следующими отличиями: раннее обнаружение группы нештатных ситуаций (макроситуации) по значимым диагностическим показателям до точного выяснения вызвавших ее причин, для принятия предварительных мер по ее устранению; идентификация конкретной нештатной ситуации (микроситуации) в случае дальнейшего ее развития с выдачей рекомендаций по возвращению процесса в регламентный режим. Предложен модифицированный критерий для определения степени схожести реальной ситуации на процессе с декларированной в правилах базы знаний, с регулируемой чувствительностью, как к отдельным диагностическим показателям, так и к степени несоответствия наблюдаемого и декларированного векторов состояния процесса. Практическая значимость результатов исследования заключается в разработке принципов управления установкой синтеза ПЭВД в автоклавном реакторе на основе диагностики состояния процесса, структуры системы, алгоритмов управления и формирования диагностической модели. В ходе исследований основными объектами были технологические линии Полоцкого нефтехимического комбината и Ангарского химического комбината. Полимеризация этилена при высоком давлении является типичным радикальным процессом, но имеет ряд особенностей, связанных со своеобразием природы мономера и условиями его полимеризации. В присутствии перекисных соединений под высоким давлением процесс происходит по радикально-цепному механизму [, , , ]. Я-О-О-Я^—> Я-О' + О-Я’* ; Я‘+Я’*. Я - (СН2)3 - СН2* + СН2=СН2 ^—> Я - (СН2)5 - СН2‘ и т. Я-СН2 -СН2 -СН2 -СН2 -СН2*^ Я-СН*-СН2 -СН2 -СН2 -СН3(-,7кДж/моль). Я - СН2 - СН2* + БА Я - СН2 - СН2А + Б’ (- ,7 кДж/моль). Образующиеся в результате реакции передачи цепи вторичные радикалы способны к дальнейшим превращениям, важнейшими из которых являются реакции, приводящие к образованию в полиэтилене различных видов ненасыщенных групп. Одна и та же технологическая линии позволяет получить несколько марок полиэтилена в зависимости от вида инициатора, технологического регламента и режима. Марка полиэтилена характеризуется определенным индексом расплава. Совокупность характеристик наиболее распространенных индексов расплава соответствующих ГОСТ 7-, представлена в табл. В.сорт 2 сорт В. Показатель текучести расплава (номинальное значение)с допуском %, г/ мин. Количество включений шт. Оценка качества полиэтилена выполняется по ПТР (показателю текучести расплава) или по ММР (молекулярно-массовому распределению), т. Попытки описать характер ММР и разветвленность ПЭВД, исходя из кинетических особенностей радикальной полимеризации этилена, предпринимались многими авторами []. Разветвленность макромолекул, широкое ММР, связанная с высокой степенью кристалличности нерастворимость ПЭВД в органических растворителях при температуре ниже °С весьма затрудняют, а иногда и делают невозможным определение молекулярной массы этого полимера методами, успешно применяемыми к другим полимерам. Так наличие низкомолекулярной фракции искажает результат определения ММР методом осмометрии, завышая его, вследствие диффузии полимера через мембрану. Присутствие даже весьма незначительной доли очень больших полимерных частиц, не позволяет правильно определить ММР методом светорассеяния. Широко используемый метод определения молекулярной массы по характеристической вязкости неприменим для ПЭВД как для разветвленного полимера, поскольку характеристическая вязкость является функцией не только молекулярной массы, но и разветвлснности, а связь между этими двумя характеристиками обычно заранее не известна. В настоящее время для определения ММР, а попутно и длинноцепной разветв-ленности, ПЭВД обычно используют сочетание данных аналитического экспресс-фракционирования и результата определения средней характеристики массы или размера макромолекул исследуемого полидисперстного образца с последующей обработкой данных анализа с помощью ЭВМ, или сочетание данных двух разных методов эксперсс-фракционирования []. Все эти способы анализа молекулярной структуры в той или иной мере используют модельные представления о влиянии разветвленноети на размеры и массу макромолекулы и являются косвенными методами. На производстве для оценки качества ПЭВД пользуется показатель текучести расплава (ГГГР), характеризующий реологические свойства полимера, плотность и в некоторой степени его молекулярную массу.