Режимы процесса полимеризации бутадиена на кобальтсодержащей каталитической системе

• Автор: Игнашина, Татьяна Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Моделирование процессов полимеризации при производстве синтетических каучуков в каскаде реакторов непрерывного действия

1.2 Анализ теплопередачи и гидродинамики в реакторах

используемых при растворной полимеризации

1.3 Обзор существующих математических моделей процесса

полимеризации бутадиена 2Л

1.4 Оптимизация полимеризационных процессов. Постановка и

формулировка задачи

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СОВМЕСТНО ПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА И ХИМИЧЕСКОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ В ПОЛИМЕРИЗАТОРЕ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ КАУЧУКА СКДК

2.1. Описание технологической схемы процесса синтеза каучука СКДК

2.2 Основные элементарные стадии процесса полимеризации бутадиена под действием каталитической системы на основе октаноата кобальта и диизобутилалюминийхлорида
2.3 Математическое моделирование процесса синтеза каучука СКДК для каскада реакторов непрерывного действия
2.4 Методика решения системы уравнений, описывающей
непрерывный процесс полимеризации бутадиена с учетом реакции перекрестного роста макромолекул по типу живой с живым и мертвым
2.5 Особенности учета тепловых явлений при описании процесса синтеза каучука СКДК в каскаде из реакторов непрерывного действия
2.5.1 Описание энергетического модуля
2.5.2 Расчет коэффициентов теплопередачи процесса теплообмена полимеризаторов каскада с рубашками
2.5.3 Расчет допустимой конверсии мономера в аппаратах каскада
2.5.4 Уточненный расчет конверсии мономера на выходе из первого и второго реакторов каскада
2.6 Идентификация основных кинетических констант и проверка адекватности математической модели процесса получения каучука СКДК
2.6.1 Параметрическая идентификация кинетических констант
2.6.2 Анализ адекватности математической модели
3. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ БУТАДИЕНА ПОД ДЕЙСТВИЕМ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ОКТАНОАТА КОБАЛЬТА И ДИИЗОБУТИЛАЛЮМИНИЙХЛОРИДА В КАСКАДЕ
ИЗ ДВУХ РЕАКТОРОВ
3.1 Свойства шинных резин и основные требования к макро и микроструктуре каучука СКДК марок НК и М
3.2 Определение оптимальных режимов синтеза каучука СКДК ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Для облегчения анализа и построения системы моделирования целесообразно представить структуру блока, воспроизводящего модель реактораполимеризатора, следующим образом первый уровень собственно кинетические модули второй макрокинетические 1 модули, учитывающие гидродинамические и энергетические закономерности третий модули контроля качественных показателей четвертый модули управления и т. Отметим, что этот структурноуровневый подход совпадает с принятым направлением проектирования и реализации промышленного процесса от лабораторных исследований кинетических закономерностей к макрокинетике непрерывных процессов с дальнейшей оптимизацией управления ими. При моделировании наибольший интерес и трудность представляют исследования ММР полимера, которое в теории полимеризационных процессов считают основной оценкой качества продукта 2. 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 3. Довольно часто встречаются следующие типы распределений Пуассона получающееся при живой полимеризации 4 Флори экспоненциальное, наиболее вероятное Шульца для виниловой полимеризации 5 Тунга главным образом для конденсационных полимеров 3 нормальное и нормальнологарифмическое пригодное для полиэтилена, получаемого на катализаторах ЦиглераНатга 6 распределения Бизли, Крамера, Вэслау и др. Большинство из них не имеют ясного кинетического смысла, носят характер моделирующих
функций и предназначены для математической интерпретации . ММР влияет на качество получающегося полимера, его физикомеханические характеристики. С другой стороны, ММР удобно связать с кинетикой протекания процесса полимеризации, с макрокинетическими закономерностями реакторов. Таким образом, поскольку ММР несет большой объем информации о механизме протекания процесса полимеризации и позволяет прогнозировать качество полимера в широкой области изменения его параметров, а, также учитывая большой прогресс в , области измерения ММР, достигнутый за последнее время, следует считать задачупостроения моделей на уровне ММР основной при моделировании полимеризационных процессов. В условиях, когда возможности регулирования ММР в пределах принятого типа процесса полимеризации, характеризуемого своим механизмом, весьма ограничены 1, гидродинамическая характеристика реактора, сс учет и преднамеренное изменение при проектировании один из самых мощных рычагов влияния на ММР, а значит, и на свойства полимера. Впервые эти вопросы применительно к процессам полимеризации рассмотрены Денбигом 8. ММР при переходе от периодического или
непрерывного с идеальным вытеснением к непрерывному процессу в реакторе идеального смешивания. Первый тип полимеризационных процессов близок к безобрывной ионной полимеризации, второй к радикальной полимеризации. Точная количественная характеристика должна учитывать тип кинетической модели и степень сегрегации реактора идеального смешения. В работах 9, исследовано влияние сегрегации на ММР для процессов поликонденсации, ступенчатой аддитивной полимеризации и цепной радикальной полимеризации. Сравнительный анализ поведения ММР проводился для периодической полимеризации, реактора идеального перемешивания на микроуровне гомогенный реактор и макроуровне сегрегированный реактор. Для безобрывной полимеризации узкое пуассоновское молекулярномассовое распределение с ММв1 преобразовывалось в гомогенном реакторе в наиболее вероятное с ММ2, в сегрегированном реакторе значение ММ лежит между 1 и 2, в зависимости от величины конверсии мономера и длины цепи. Для поликонденсации в гомогенном реакторе переход к непрерывному процессу приводит к наиболее существенным изменениям величины полидисперсности ММп с ростом конверсии и длины цепи от 2 до и более. Для сегрегированного реактора результаты, как и в первом случае, носят промежуточный характер М. М. изменяется от 3 до и более, в зависимости от конверсии и средней длины цепи. Каскаднореакторные схемы изучены только для изотермических гомогенных реакторов и механизма линейной аддитивной полимеризации без обрыва 9.