انتخاب صفحه

فهرست مطالب

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول: مقدمه.

پلی اتیلن یا پلی اتن یکی از ساده ترین و ارزان ترین پلیمرها است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست می آید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می شود. مولکول اتیلن C2H4 (دارای یک بند دو گانه C=C ) است. در فرایند پلیمریزاسیون بند دوگانه هر یک از مونومرها شکسته شده و بجای آن پیوند ساده ای بین اتم های کربن مونومرها ایجاد می شود و محصول ایجاد شد ه یک درشت مولکول است. پلی اتیلن ماده ای جامد، بدون بو، مومی، نیمه شفاف و غیرفعال است که معمولاً به صورت گرانول تولید می گردد. بنابراین پلی اتیلن می تواند به طیف گسترده ای از مشتقات اتیلن تبدیل گردد . پلی اتیلن یکی از پایدارترین و خنثی ترین پلیمرها است و دارای مقاومت بالائی در برابر مواد شیمیایی می باشد. دارابودن خواص متعدد باعث گردیده ، پلی اتیلن در طیف وسیعی از محصولات استفاده شود . رایج ترین مورد استفاده آن در تولید فیلم های بسته بندی می باشد]1[.

  • تاریخچه تولید پلی اتیلن

پلی اتیلن اولین بار به طور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی هنس وان پکما سنتز شد. او در سال ۱۸۹۸، هنگام حرارت دادن دی آزومتان، ترکیب مومی شکل و سفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نام گرفت ]2[.اولین روش سنتز صنعتی، توسط اریک فاوست و رینولدگیبسون انجام شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدهید در فشار بالا، ماده ای موم مانند به دست آوردند. علت این واکنش، وجود ناخالصی های اکسیژن دار در دستگاه های مورد استفاده بود که به عنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال ۱۹۳۵، مایکل پرین این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا، پلی اتیلن را سنتز کرد که برای تولید صنعتی پلی اتیلن، به عنوان روش اساسی در سال ۱۹۳۹ اتخاذ شد. از آن زمان به بعد با از میان برداشتن موانع، پیشرفت های زیادی در زمینه سیستم های پلیمری و ساخت پلیمر صورت گرفت و همه این ها منجر به این شد که تولید پلیمرها، امروزه به صورت صنعت عظیمی درآمده است ]3[.

شکل 1-1. ساختمان مولکولی اتیلن و پلی اتیلن

  • انواع پلی اتیلن

پلی اتیلن ها خانواد ه ای از رزین ها می باشند که از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن ( C2H4 ) بدست می آیند. پلی اتیلن شامل ساختار بسیار ساده ای است، به طوری که ساده تر از تما م پلیمرهای تجاری می باشد. یک مولکول پلی اتیلن زنجیر بلندی از اتم های کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن چسبیده است . گاهی اوقات به جای اتم های هیدروژن در مولکول (پلی اتیلن)، یک زنجیر بلند از اتیلن به اتم های کربن متصل می شود که به آنها پلی اتیلن شاخه ای یا پلی اتیلن سبک ( LDPE ) می گویند، چون وزن مخصوص آن به علت اشغال حجم بیشتر، کاهش یافته است. در این نوع پلی اتیلن مولکول های اتیلن به شکل تصادفی به یکدیگر متصل می شوند و ساختار ملکولی بسیار نامنظمی را ایجاد می کنند. وزن مخصوص آن بین910/0 تا 925/0 است و تحت فشار و دمای بالا و اغلب با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکال آزاد وینیلی تولید می شود . البته برای تهیه آن می توان از پلیمریزاسیون زیگلر- ناتا نیز استفاده کرد ]4[.وقتی هیچ شاخه ای در مولکول وجود نداشته باشد آن را پلی اتیلن خط ی ( HDPE ) می نامند . پلی اتیلن خطی سخت تر از پلی اتیلن شاخه ای است اما پلی اتیلن شاخه ای آسانتر و ارزانتر ساخته می شود. ساختار ملکولی این پلیمر بسیار کریستالی است . پلی اتیلن خطی محصو لی با وزن مولکولی 200000 – 500000 است که آن را تحت فشار و دماهای نسبتاً پایین پلیمریزه می کنند. وزن مخصوص آن بین 941/0 تا 965/0 است و آن را بیشتر به وسیله ی  فرآیند مشکلی که پلیمریزاسیون زیگلر – ناتا نامیده می شود، تهیه می کنند. نوعی از پلی اتیلن نیز وجود دارد که وزن مخصوص آن بین وزن مخصوص این دو پلیمر است یعنی در محدوده ی 926/0 تا 940/ 0 و آن را پلی اتیلن نیمه سنگین یا متوسط می نامند ]4[.پلی اتیلن با وزن مولکولی بین 3 تا 6 میلیون را پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا یا UHMWPE می نامند و با پلیمریزاسیون کاتالیست متالوسن تولید می کنند. ماده ی مذکور از فرآیندپذیری دشوارتری برخوردار بوده ولی خواص آن عالی است . هنگامی که از طریق تشعشع یا استفاده از مواد افزودنی شیمیایی، این پلیمر تماماً شبکه ای شود، پلی اتیلن یاد شده دیگر گرما نرم نخواهد بود . این ماده با پخت حین قالبگیر ی یا بعد از آن یک گرما سخت واقعی با استحکام کششی، خواص الکتریکی و استحکام ضربه ای خوب در دامنه ی وسیعی از دما خواهد بود . از این ماد ه برای ساخت الیاف بسیار قوی استفاد ه می کنند تا جایگزین کولار (نوعی پلی آمید) در جلیقه های ضد گلوله گردد، و همچنین صفحات بزرگ آن را می توان به جای زمین های اسکیت یخی استفاده کرد ]4[.به وسیله‌ی کوپلیمریزاسیون مونومر اتیلن با یک مونومر آلکیل شاخه دار، کوپلیمری با شاخه های هیدروکربن کوتاه بدست می آید که آن را پلی اتیلن خطی با وزن مخصوص کم یا LLDPE می نامند و از آن اغلب برای ساخت محصولاتی همچون فیلم های پلاستیک استفاده می کنند. طبقه بندی پلی اتیلن ها بر اساس دانسیته آنها صورت می گیرد که در مقدار دانسیته اندازه زنجیر پلیمری و نوع و تعداد شاخه های موجود در زنجیر دخالت دارد.

پلی اتیلن با دانسیته بالا  (HDPE) :

این نوع پلی اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است، بنابراین نیروی بین مولکولی در زنجیرها بالا و استحکام کششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن ها است. شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مورد استفاده در تولید پلی اتیلن HDPE موثر است. برای تولید پلی اتیلن بدون شاخه معمولاً از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر-ناتا استفاده می شود.

1-1- معرفی پلی اتیلن……………………………………………………………………… 2

1-2- تاریخچه تولید پلی اتیلن……………………………………………………………… 2

1-3- انواع پلی اتیلن……………………………………………………………………….. 3

1-4- ر وش های تولید انواع پلی اتیلن ………………………………………………….  6

فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته.

تا کنون مدل های متعددی جهت شبیه سازی راکتورهای تولید پلی اتیلن صورت گرفته است. کوی و ری ]7[ در سال 1985 راکتور پلیمریزاسیون را به شکل دو فاز امولسیون و حباب فرض کرده که در آن واکنش پلیمریزاسیون در فاز امولسیون انجام می شود و این فاز به شکل اختلاط کامل و فاز حباب به صورت یک جریان قالبی که با فاز امولسیون تبادل جرم و انرژی دارد فرض کردند. مک آلی و همکاران ]8[ در سال 1990 یک مدل سینتیکی دینامیکی برای کوپلیمریزاسیون در فاز گازی در حضور کاتالیست زیگلر- ناتا با چند سایت فعال ارائه داد و خواص پلیمر از جمله وزن مولکولی را پیش بینی کرد. در سال 1994 مک آلی و همکاران ]9[ راکتور را به شکل اختلاط کامل در نظر گرفت و این مدل را با مدل دوفازی ارائه شده توسط کوی و ری ]7[ مقایسه کرد و نتیجه گرفت که مدل ساده شده ی اختلاط کامل خطای بسیار ناچیزی ارائه می دهد.فرناندز و لونا ]10[ در سال 2001 یک مدل سه فازی ناهمگن ( شامل فاز امولسیون و ذرات جامد) ارائه داد که در آن یک جریان قالبی برای تمامی فازها در نظر گرفته شده و با فرض اینکه حباب ها کاملا عاری از ذرات جامد باشند، واکنش تنها در فاز امولسیون صورت می گیرد. کیاشمشکی و همکاران ]11[ در سال 2004 با تقسیم راکتور به بخش های مختلف تقسیم کرده و هر بخش را به صورت اختلاط کامل (CSTR) در نظر گرفتند و سپس روابط جهت به دست آوردن پارامترهایی از قبیل اندیس ذوب و دانسیته پلیمر را ارائه کردند. علی زاده و همکاران ]12[ نیز در سال 2004 یک مدل تانک های سری برای راکتورهای پلی اتیلن با کاتالیست زیگلر- ناتا ارائه کرد که در آن هر CSTR به صورت یک جریان دو فازی فرض شده تا نزدیکی بیشتری با راکتور بستر سیالی داشته باشد.

در سال 2012 بیگلرخانی ]13[ برای اولین بار دو راکتور سری فاز گازی پلی اتیلن (با تکنولوژی اسفریلن) در حالت دینامیک شبیه سازی کرده است. در این مدل راکتورها به صورت دو فازی با راکتورهای اختلاط کامل تقریب زده شده است و خواص پلیمر از جمله وزن مولکولی، توزیع وزن مولکولی، اندیس ذوب و… بررسی شده است.

2-2- پژوهش های انجام شده بر روی کنترل راکتورهای پلی اتیلن

کنترل راکتورهای پلیمریزاسیون به دلیل شدت غیرخطی بودن واکنش های درگیر و نیز به دلیل تداخل زیاد بین متغیرهای فرآیند کار دشواری محسوب می شود و به همین جهت پژوهش اندکی بر روی کنترل  راکتورهای بستر سیال پلیمریزاسیون پلی اتیلن در فاز گازی صورت گرفته است. این راکتورها در شرایط عملیاتی دمایC ° 130-75 عمل می کنند و بدون کنترل دمای مناسب به رفتار ناپایدار و نوسانات دمایی منجر خواهد شد. بنابراین پایداری راکتورهای پلی اتیلن مسأله چالش برانگیزی در کنترل محسوب می شود. دادبو و همکاران ]14[ و علی و همکاران ]15[ پایداری دمای راکتور را بررسی کرده اند و سکی و همکاران ]16[ پایداری راکتورهای فاز گازی پلی اتیلن به وسیله ی تنظیم مناسب کنترلرهای تناسبی-انتگرالی-مشتقی بررسی کرده اند. در تمامی این پژوهش ها تنها به مسأله کنترل شدید دمای بستر جهت اطمینان از پایداری پرداخته شده است مک آلی و مک گرگور ]17[ کنترل کیفیت پلیمر را با متغیر کنترل کننده ی جریان های خوراک کنترل کرده و عملکرد یک کنترلر linear internal model (IMC) را با یک حلقه ی فیدبک مقایسه کرده است. در بررسی علی و همکاران ]18[ کنترل دما و فشار به علاوه ی فشار جزئی گاز انجام و عملکرد دو متغیر کنترل کننده بررسی شده است. الحاجی و همکاران ]19[ نیز یک الگوریتم کنترلی پیشگو (NLMLPC) برای کنترل آنلاین توزیع وزن مولکولی پلیمر ارایه کرده اند که جریان هیدروژن و دبی مونومر ورودی را به عنوان متغیر کنترل کننده معرفی می کند. چتزیدوکاس و همکاران ]20[  نیز مسئله ی تغییر گرید بهینه و جفت کردن‌های مناسب را برای تولید پلی اتیلن سبک در یک راکتور بستر سیال را مورد تحقیق قرار داده است.

2-3- هدف

هدف اصلی این مدل ارتقای مدل های پیشین و به خصوص مدل بیگلرخانی ]13[ به یک مدل که مناسب با اهداف کنترلی جهت کنترل پارامترهای مهم راکتور است و پس از آن طراحی یک سیستم کتنرل فیدبک جهت پایداری فرآیند و عملکرد مطلوب راکتورها در هنگام بروز اغتشاشات است.

 2-1- پژوهش های انجام شده بر روی مدل سازی راکتورهای پلی اتیلن ………  9

2-2- پژوهش های انجام شده بر روی کنترل راکتورهای پلی اتیلن ……………  10

2-3- هدف…………………………………………………………………………….. 11

فصل سوم: شرح فرآیند تولید پلی اتیلن سبک خطی توسط تکنولوژی Spherilene.

در ﭼﻨﺪ دﻫﻪ اﺧﯿﺮ ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺖ ﻫﺎ و واﮐﻨﺶ ﻫﺎی ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺘﯽ از ﻧﻈﺮ ﻋﻠﻤﯽ و ﺻﻨﻌﺘﯽ دارای اﻫﻤﯿـﺖ ﺑﺴـﯿﺎر  زﯾﺎدی ﺷﺪه اﻧﺪ و ﻧﻘﺶ ﻓﻮق اﻟﻌﺎده و اﺳﺎﺳﯽ در ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﺤﺼـﻮﻻت ﻣﺘﻨـﻮع ﻧﻔﺘـﯽ و ﻏﯿﺮﻧﻔﺘـﯽ از ﻗﺒﯿـﻞ ﺑﻨـﺰﯾﻦ ، آﻣﻮﻧﯿﺎک ، ﻣﺘﺎﻧﻮل ، ﭘﻠﯿﻤﺮ و ﻏﯿﺮه دارﻧﺪ. در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ ﺗﻌﺪاد ﻣﻮاد ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﭘﺎﯾﻪ ﻫﺎی ﻧﻔﺘﯽ و ﻏﯿﺮﻧﻔﺘﯽ ﮐﻪ ﺗﻮﻟﯿـﺪ آﻧﻬﺎ ﺑﻪ ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺖ ﺑﺴﺘﮕﯽ ﻧﺪاﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ ﺑﺴﯿﺎر ﮐﻢ اﺳﺖ.کاتالیست (کاتالیست تیتانیومی تثبیت شده بر روی MgCl2) یک جامد کریستالی و دارای اندازه ذرات کنترل شده می باشدکه به داخل یک مخلوطی از روغن پارافینیک و گریس توزیع می گردد و بنابراین می تواند از طریق سرنگ های انتقال کاتالیست به مخزن پیش تماس (R-1001) پمپ شود. نسبت مخلوط روغن به گریس برابر 55 به 45وزنی می باشد و با هدف رسیدن به محدوده غلظت 200 تا260 ( لیتر مخلوط/ گرم کاتالیست) با کاتالیست مخلوط می گردد. گریس در داخل بشکه به واحد آورده می شود و در داخل درام انتقال و توسط مبدل (Grease melter) ذوب می گردد و از طریق پمپ به داخل مخزن گریس که دارای ژاکت بخار می باشد پمپ می گردد.سپس به مخزن توزیع کاتالیستD-1006 A/B  وجهت اختلاط با روغن و کاتالیست پمپ می شود.سیستم روغن مورد استفاده برای مخلوط کاتالیست خیلی شبیه به سیستم گریس می باشد بجز آنکه مستقیما” و از طریق سیستم مرکزی روغن به مخزن ذخیره روغن تخلیه می گردد.

کاتالیست با اکتیویته بالا مورد استفاده در پلیمریزاسیون توده ای در درام ها یی با وزن خالص 40 یا 80 کیلوگرم  و بشکل پودری قهوه ای رنگ تیره به واحد آورده می شود. این کاتالیست باید در محیطی سرد، خنک، خنثی و درفشار یک اتمسفر نگهداری شود. خمیر کاتالیست با استفاده از سرم های   انتقال کاتالیست  از D-1006 A/B  به سرنگ تزریق کاتالیست D-1008 A/B منتقل   می شود. سرنگ های انتقال باعث جابجا یی ملایم کاتالیست و تخلیه کامل درام D-1006 A/B می شوند. سرنگ  تخلیه کاتالیست، سرنگ اندازه گیری کاتالیست و تمامی خطوط  از درام توزیع تامخزن پیش تماس(R-1001) ژاکت دار بوده واز طریق پمپ Chilled Water کنترل دما می شوند و به منظور رسیدن به شرایط  انسجام  و  یکنواختی قابل  قبول  و جلوگیری از ته نشینی کاتالیست از این پمپ ها استفاده می شود. سرنگ های اندازه گیری دو ماشین دقیق می باشند که دارای ژاکت بوده و مجهز به پیستون های کاملا سیل شده می باشند. دریک طرف پیستون خمیر کاتالیست قرار دارد و درطرف دیگر آن روغن هیدرولیک قرار گرفته است. این روغن مشابه نوعی است که در سراسر واحد برای Flushing و  Seal lubricationاستفاده  می شود. این روغن فشارگیری می شود و توسط پمپ  به محفظه سرنگ با یک دبی حجمی کنترل شده و به منظور حرکت پیستون و در نهایت تزریق کاتالیست به فرایند پمپ می گردد. روغن هیدرولیک برای پمپ P-1008 A/B در Surge Drum روغن هیدرولیک D-1007 نگهداری می گردد و این جایی است که در هنگام پر نمودن مجدد خمیر کاتالیست روغن به آنجا برگشت داده می شود. در ابتدا هر دو سرنگ کاتالیست خالی می باشند و تزریق از طریق یکی از سرنگ های انتقال انجام می پذیرد. وقتی واحد استارت می شود یک سرنگ، تزریق خوراک به فرایند را انجام می دهد در حالیکه دیگری یا در حال پر شدن است و یا بصورت پر شده آماده تزریق می باشد. سوئیچ شدن از یک سرنگ به دیگری بصورت اتوماتیک می باشد و توسط سوئیچ های روی مسیر حرکت پیستون در سیلندر انجام  می گیرد. در هنگام پر شدن سرنگ های مترینگ، توسط روغن هیدرولیک تحت فشار قرار نمی گیرد. در حالیکه بعد از پر شدن با روغن تا فشار بالا فشار گیری شده و در این فشار برای عملیات سوئیچینگ باقی می مانند. وقتی فشار گیری اولیه به انجام رسید سرنگ خارج از سرویس برای سوئیچینگ ضربتی به منظور مترینگ کاتالیست اجازه می یابد و به منظور جلوگیری از به سرویس آمدن سرنگ در هنگام پایین بودن بیش از حد فشار روغن هیدرولیک سیستم Interlock در منطق سیستم کنترل، ارائه شده است. توجه داشته باشید که سرنگ های انتقال کاتالیست و سرنگ های مترینگ کاتالیست می توانند در حالت معکوس نیز عمل نمایند تا خمیر کاتالیست به درام توزیع کاتالیست (D-1006 A/B) برگشت داده شود. کاتالیست جامد تثبیت شده تزریقی به پلیمریزاسیون بر اساس سرعت پلیمریزاسیون مورد نیاز تصحیح می گردد. در واقع خمیر کاتالیست که به راکتور کاتالیست تزریق می گردد به طریق غیر مستقیم با یک کنترل کننده جرمی جریان، واقع بر سیستم تزریق روغن به D-1008 A/B اندازه گیری می شود.

3-1- آماده سازی کاتالیست………………………………………………………… 13

3-2- راکتور پیش تماس……………………………………………………………… 16

3-3- راکتورهای پیش پلیمریزاسیون………………………………………………… 18

3-4- راکتورهای پلیمریزاسیون در فاز گاز ………………………………………..   19

3-5- بازیافت مونومر…………………………………………………………………. 26

3-6- بخار زنی و خشک کردن پلیمر………………………………………………. 28

3-7- اکستروژن……………………………………………………………………… 32

3-8- گریدهای تولیدی……………………………………………………………… 33

فصل چهارم: سینتیک.

در این بخش به بررسی روشهای مختلف مدل سازی پلیمریزاسیون و سینتیک پلیمریزاسیون کاتالیستی پلی اتیلن می پردازیم. سینتیک در واقع مکانیزم شیمیایی فرایند تکامل و تبدیل مونومرها به زنجیره پلیمری را توصیف می کند. از آنجایی که مکانیزم واکنش برای مونومرها و کاتالیستهای مختلف متفاوت است سینتیک محدوده وسیعی از واکنشهای عمومی و اختصاصی را در بر می گیرد و از طرفی سینتیک کنترل کننده ریز ساختار زنجیر سنتز شده است و با توجه به اینکه زنجیر های پلیمر فقط متشکل از کربن و هیدروژن می باشند این ریز ساختار است که تعیین کننده خواص نهایی محصول می باشد و با تغییر ریز ساختار می توان دامنه کاربرد پلیمر را از  لوله و مخزن تا کیسه و الیاف تغییر داد.وزن مولکولی (MW) ، توزیع  وزن مولکولی (MWD) ، توزیع ترکیب شیمیایی (CCD)  که تعداد و نحوه قرار گرفتن گروههای مختلف را روی زنجیر نشان می دهد , شاخه های کوتاه (SCB) که ناشی از حضور کومونومر در سیستم است و شاخه های بلند (LCB) که از شرکت کردن زنجیر بلند منتهی به باند دو گانه در رشد زنجیر حاصل می شود از جمله پارامتر هایی هستند که در بررسی ریز ساختار مورد نظر قرار می گیرند ]21[.اولین مرحله در مدل سازی نوشتن موازنه جرم برای تمام اجزا واکنش و تعیین سینتیک واکنش است ولی در واکنشهای پلیمری در طول زمان زنجیره پلیمری در مراحل مختلفی از زندگی خود قرار دارند از آغاز زنجیر تا پلیمری با چند صد هزار مونومر و در طول واکنش تمام این زنجیر ها در راکتور وجود دارند و نوشتن موازنه جرم برای تمامی این اجزا بسیار دشوار است . اما روش های ساده تری برای حل این معضل وجود دارد که Soares در یک مقاله جامع ]22[ به بررسی این روشها پرداخته است که در زیر به آنها اشاره شده است.

  • روش گسسته Galerkin در این روش از توابع چند جمله ای برای توضیح MWD استفاده می گردد در این روش تعداد ودرجه توابع تعیین کننده دقت محاسبات است اما به دلیل کثرت محاسبات این روش بسیار طاقت فرسا می باشد.
  • روش انتقال پیوسته متغیر در این متد تابع گسسته طول زنجیر بعنوان یک متغیر پیوسته در نظر گرفته می شود و سپس معادلات پیوسته جرم اجزا به وسیله بسط تیلور از هم مستقل می شوند و با استفاده از حل تعداد محدودی از اجزا می توان سایر معادلات را حل کرد.
  • روش توزیع لحظه ای در این روش از توزیع تحلیلی احتمالات مختلف واکنش یک زنجیر پلیمری حاصل از یک سایت فعال استفاده می شود توزیع به دست آمده توزیع فلوری است که با فرض ناچیز بودن زمان تشکیل یک زنجیر در مقابل زمان پلیمریزاسیون به دست می آید. برای به دست آوردن توزیع نهایی از این توزیع روی زمان و فضا انتگرال گیری انجام می شود و مجموعه آن برای تمام سایتهای فعال توزیع نهایی را به دست می دهد.
  • روش مونت کارلو این متد برای انواع مدل سازی ها استفاده می شود ولی در صورت پیچیده بودن سینتیک یا نیاز به دقت بالا حجم محاسبات بسیار زیاد می شود در این روش زنجیر های مختلف پلیمری توسط حرکت اتفاقی از حالات مختلف محتمل برای یک زنجیر در حال رشد تشکیل می شوند. این مرحله آنقدر تکرار می شود که تعداد کافی از زنجیرهای مختلف تشکیل گردد بطوریکه این تعداد نماینده خوبی از تمام زنجیر ها با شند.
  • روش ممانها در این روش از متغیرهای جدیدی به نام ممان یا شبه اجزا استفاده می شود که می توان به جای در نظر گرفتن تک تک اجزا جمع آنهایی که شبیه هم هستند را به عنوان یک شبه جز در نظر کرفت در این روش به قیمت از دست دادن برخی جزئیات می توان به سرعت به نتیجه رسید این روش مرسومترین روش مدل سازی توزیع وزن مولکولی می باشد.
  • شبکه عصبی این روش برای شبیه سازی رفتار هرگونه سیستم غیر خطی پیچیده از جمله پلیمریزاسیون مناسب است اما پاسخ این روش یک جعبه سیاه است وهیچگونه اطلاعاتی در باره مکانیزم واکنش نمی دهد.

4-1- روش های مدل سازی پلیمریزاسیون  ,……………………………………. 36

4-2- مدلسازی پلیمریزاسیون با استفاده از روش ممان……………………….   38

4-3- مدل سازی کوپلیمریزاسیون اتیلن و 1- بوتن ………………………………  42

4-4- تعیین ثوابت سینتیکی………………………………………………………… 46

فصل پنجم: مدل سازی راکتورهای پلیمریزاسیون  

 

5-1- مدل سینتیکی فرآیند……………………………………………………….. 48

5-2- مدل ریاضی فرآیند………………………………………………………….. 51

5-1- شرایط عملیاتی راکتورها………………………………………………….. 54

فصل ششم: مفهوم پایداری و کنترل.

به طور کلی دینامیک سیستم به صورت شمایی توسط نمودار و با توجه به موقعیت صفرها و قطب ها روی صفحه ی s (که محور عمودی آن بخش واقعی و محور افقی آن بخش موهومی است) می تواند نشان داده شود. صفرها با علامت ○ و قطب ها با علامت × روی صفحه مشخص می شود. موقعیت صفرها و قطب ها می تواند رفتار سیستم را به صورت کیفی تعریف کند. از آن جا که مقادیر pi ریشه های معادله مشخصه هستند محل آن ها روی صفحه ی s شامل یکی از حالات زیر است ]36[:

  • یک قطب حقیقی ( ) در قسمت سمت چپ صفحه ی s، یک تابع نمایی با شیب منفی به فرم را موجب می شود. شیب این نمودار توسط موقعیت قطب مشخص می شود. قطب هایی که از مبدا دورترند مربوط به توابعی هستند که شیب کاهنده ی بیشتری نسبت به قطب های نزدیک به مبدا دارند.
  • یک قطب در مبدا ( ) مبین یک تابع ثابت است که با شرایط اولیه مشخص می شود.
  • یک قطب حقیقی ( ) در سمت راست صفحه ی s نشان دهنده ی یک تابع نمایی با با شیب افزایشی به فرم است که در واقع نمایش دهنده ی یک سیستم ناپایدار است.
  • یک قطب مختلط ( ) در سمت چپ صفحه ی s نمایانگر یک پاسخ سینوسی با دامنه ی رو به زوال و به فرم  می باشد که A و φ از شرایط اولیه محاسبه شده، σ نشان دهنده ی نسبت زوال و ω نشان دهنده ی فرکانس می باشد.
  • یک قطب که بر روی محور موهومی قرار گرفته است ( ) مبین یک پاسخ نوسانی با دامنه ی ثابت است که توسط شرایط اولیه مشخص می شود.
  • یک قطب مختلط در سمت راست صفحه ی s ( ) مشخص کننده ی یک پاسخ به صورت تابع سینوسی با دامنه افزایشی است. این نتایج در شکل زیر نشان داده شده اند.

6-1- پایداری……………………………………………………………………….. 58

6-2- معیار پایداری…………………………………………………………………. 58

6-3- سیستم کنترل در راکتورهای پلیمریزاسیون…………………………….   60

6-4- سیستم کنترلی پیشنهادی……………………………………………….. 62

6-5- کنترلرهای PID.ا…………………………………………………………….. 64

6-6- تنظیم کنترلر…………………………………………………………………. 65

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل هفتم: نتایج شبیه سازی.

7-1- پایداری………………………………………………………………………….. 68

7-2- نتایج حلقه باز فرآیند…………………………………………………………… 70

7-3- کنترل……………………………………………………………………………. 70

7-4- نتایج حلقه بسته فرآیند………………………………………………………. 75

7-5- عملکرد سیستم کنترل در دفع اغتشاشات………………………………   77

7-6- نتیجه­گیری و پیشنهادها…………………………………………………….. 91

منابع…………………………………………………………………………………… 92

ABSTRACT

The LLDPE plant of Jam Petrochemical Company based on Basell’s Spherilene technology is one of the largest polymer plants in Iran by producing over 300,000 tons annually. In this study, dynamic behavior and control of two fluidized bed reactors in series of the polyethylene plant of Jam Petrochemical Company has been investigated. For this purpose, a double active site model for Ziegler- Natta catalyst is used for the simulation of the copolymerization reactions of ethylene with 1-butene. These two reactors have been estimated by two well mixed reactors (CSTRs). Conventional PID controllers with negative feedback are considered for control purposes. It has been shown that the suggested control system provides stability of the process in addition to satisfactory performance for load rejection. By investigating the effects of various load rejections on dynamic behavior of the process, it has been shown that the cooling water temperature has the major effect on the output of the system.



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان