Режимы процесса синтеза каучука СКДН как способ контроля и управления молекулярно-массовым распределением для различных схем ввода шихты

• Автор: Башкиров, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Моделирование процессов полимеризации при производстве синтетических каучуков в каскаде реакторов непрерывного действия.
1.2. Анализ гидродинамики и теплопередачи в реакторах используемых при растворной полимеризации

1.3. Основные закономерности полимеризации бутадиена под

влиянием каталитических систем на основе соединений лантаноидов.

1.4.Современное состояние теории о разветвленности полимерных макромолекул.

1.5. Обзор существующих математических моделей процесса синтеза бутадиенового каучука
Глава 2. Математическое моделирование процесса синтеза каучука СКДН в каскаде реакторов непрерывного действия с учетом разветвленности макромолекул

2.1. Технологическая схема процесса синтеза каучука СКДН

2.2. Кинетическая схема процесса полимеризации бутадиена в нефрасе
на неодимсодержащей каталитической системе
2.3. Математическое описание кинетики процесса синтеза каучука
СКДН с учетом числа разветвлений
2.4. Формулы для расчета основных характеристик разветвленности полимера.
2.5. Тепловой баланс реакторов каскада
2.6. Идентификация основных кинетических констант и проверка адекватности математической модели процесса химического превращения и теплообмена в реакторах каскада при синтезе бутадиенового каучука.
2.7. Исследование влияния режимных параметров на характеристики разветвленности.
Глава Э. Расчет молекулярномассового распределения полимера и влияние технологических параметров на функцию молекулярномассового распределения.
3.1. Расчет молекулярномассового распределения полимера, полученного в каскаде реакторов, с учетом передачи цепи на полимер.
3.2. Анализ влияния технологических параметров на функцию ММР.
3.3. Моделирование смешения полимеризата, поступающего из различных батарей в усреднитель
Глава 4. Математическое моделирование процесса синтеза каучука СКДН для каскада реакторов непрерывного действия с раздельной
подачей шихты по реакторам каскада
4.1 Математическое моделирование процесса синтеза бутадиенового каучука на неодимсодержащей каталитической системе в каскаде реакторов непрерывного действия с раздельной подачей шихты по реакторам каскада, расчет ММР полимера.
4.2 Формулы для расчета основных характеристик разветвленности полимера с учетом раздельной подачи шихты по реакторам каскада
4.3. Определение режимных параметров промышленного процесса синтеза СКДН с раздельной подачей шихты по реакторам каскада с
целью получения полимера с заданными свойствами
Заключение
Список литературы


Иллюстрационный материал содержит рисунков, 6 таблиц в тексте. В первой главе приведен обзор работ отечественных и зарубежных авторов, по теме диссертации. Рассмотрены существующие модели, описывающие процесс растворной полимеризации бутадиена, в том числе и с учетом реакций передачи цепи. Рассмотрены существующие способы расчета ММР и характеристик разветвленности полимера. На основе анализа литературных источников сформулированы основные задачи исследований, определены научный и практический аспекты диссертационной работы. Во второй главе проведено математическое моделирование совместно протекающих процессов химического превращения и теплообмена при получении каучука СКДН для каскада реакторов смешения непрерывного действия в каскаде реакторов непрерывного действия с учетом разветвленности макромолекул. Путем проведения численных экспериментов проведено исследование влияния режимных параметров на характеристики разветвленности. В третьей главе проведен расчет функции ММР, на основе математической модели построены молекулярномассовые распределения полимера, полученного в каскаде реакторов идеального смешения. Теоретически исследовано влияние реакции передачи и условий полимеризации на молекулярномассовое распределение ММР продуктов полимеризации. Проведено моделирование смешения нолимеризата, поступающего из различных батарей в усреднитель с помощью молекулярномассового распределения полимера. В четвертой главе проведено математическое моделирование совместно протекающих процессов теплообмена и химического превращения при синтезе бутадиенового каучука на неодимсодержащей каталитической системе в каскаде реакторов непрерывного действия при дробной подаче шихты. Для этого случая была построена математическая модель позволяющая вычислять ММР и выведены выражения для характеристик разветвленности, таких как длина основной цепи, среднее число разветвлений на макромолекулу, весовая доля полимера в боковых ветвях. При помощи разработанного программного комплекса проведен анализ влияния технологических параметров процесса на молекулярномассовые характеристики конечного полимера. В заключении кратко проанализированы основные результаты работы и сформулированы направления исследований по данной тематике, а также возможности переноса разработанного математического описания на другие родственные процессы. Процессы получения и химической модификации полимеров занимают значительное место в современной химической промышленности и поэтому вопросы их математического моделирования и оптимизации в настоящее время являются крайне актуальными. При построении математических моделей промышленных реакторов возникает необходимость в количественном описании химической кинетики, что для указанных процессов является гораздо более сложной задачей по сравнению с теми процессами, в которых участвуют только низкомолекулярные компоненты. Поэтому исследование технологических процессов действующих производств с применением современных методов моделирования является актуальной научнотехнической проблемой, требующей обширных теоретических и экспериментальных работ. Моделирование процессов полимеризации при производстве синтетических каучуков в каскаде реакторов непрерывного действия. При моделировании наибольший интерес и трудность представляют исследования ММ полимера, которое в теории полимеризационных процессов считают основной оценкой качества продукта 9. В настоящее время накоплен достаточно большой материал по типам молекулярномассовых распределений, встречающихся в процессах полимеризации, способам их экспериментального определения и математической обработки, позволивший сделать ряд обобщений . Довольно часто встречаются следующие типы распределений Пуассона получающееся при живой полимеризации Флори экспоненциальное, наиболее вероятное Шульца для виниловой полимеризации 3 Тунга главным образом для конденсационных полимеров нормальное и нормальнологарифмическое пригодное для полиэтилена, получаемого на катализаторах ЦиглераНатта 5 распределения Бизли, Крамера, Вэслау и др.