基于多策略扰动机制的飞蛾火焰算法及在乙烯聚合过程动力学参数估计中的应用

针对飞蛾火焰算法(MFO)早熟和易陷入局部最优的缺点,研究提出了一种基于多策略扰动机制的飞蛾火焰算法(MSMFO)。该算法通过莱维飞行和布朗运动两种机制的随机选择对飞蛾粒子进行重新定位,以克服种群后期多样性严重下降的缺陷。通过对8个测试函数的仿真对比,MSMFO具有更高的收敛精度和更好的全局收敛能力。将MSMFO算法用于工业乙烯聚合过程动力学参数估计。以聚合反应动力学参数为决策变量,模型输出的数均分子量和重均分子量与实际值之间的相对误差平方为目标。结果证明,MSMFO算法具有更好的收敛性。     

铬系催化乙烯配位聚合/齐聚分子模拟研究进展

针对工业中广泛应用的Phillips铬系乙烯聚合催化剂和铬系乙烯选择性齐聚催化体系,从分子模拟角度对近期相关研究进展进行综述。主要介绍了分子模拟在Phillips铬系催化剂诱导期内乙烯聚合活性中心向乙烯易位活性中心转换机理、Ti改性Phillips铬系催化剂的乙烯聚合行为、Cr(III)2-EH/PIBAO/DME体系乙烯聚合和三聚转换机理以及Cr-SNS体系去质子化对乙烯三聚活性的影响等方面的研究进展。通过计算机分子模拟和实验手段相结合,可以获得对催化反应机理更为深刻的认识,从而为新型催化剂的设计与开发提供理论指导。     

铬钒双金属催化剂乙烯聚合反应动力学模型化

双金属催化剂可催化乙烯聚合在单个反应器内制备双峰聚乙烯。考察了新型Cr-iV双金属催化剂及相应的单金属S-2和iV催化剂在不同实验条件下的乙烯均聚反应动力学。通过对Cr-iV催化剂聚合产物分子量分布曲线的解析发现铬钒活性中心之间存在相互作用,铬中心活性受到抑制,钒中心活性得到增强;聚合温度基本不改变铬钒活性中心生成的聚合物的质量分数。采用简化的单中心乙烯均聚动力学模型分别描述铬钒双活性中心的动力学行为,结合双金属催化剂的聚合实验结果确定了各个活性中心的动力学参数。相比单金属催化剂,Cr-iV催化剂中铬活性中心链增长速率常数降低,说明其聚合活性降低;而钒活性中心链失活速率常数减小,稳定性增强,活性提高。     

二元交互参数化PC-SAFT在超临界乙烯配位聚合体系相平衡计算中的应用

超临界烯烃配位聚合技术是近年来国际聚烯烃工业领域中的重要进展之一,超临界体系相平衡计算则是该聚合工艺设计与优化操作的基础。本文以链扰动统计缔合流体理论(PC-SAFT)状态方程描述工业级超临界乙烯配位聚合体系的相平衡,得到了适用于该复杂体系的PC-SAFT二元交互参数。与公开报道的实验数据比较表明,获得的二元交互参数可准确描述该超临界体系在较宽温度、压力范围的相平衡。基于上述二元交互参数,针对2个不同双峰聚乙烯产品牌号,计算了工业装置内多组分的相平衡状态,结果表明,反应器内的[H2]/[C2H4]摩尔比、淤浆密度的计算值与工业数据吻合较好,验证了二元交互参数的适用性。研究结果为进一步的工艺流程模拟与优化奠定了基础。     

晋祠舍利生生塔砖结构的地震破坏形态研究

鉴于我国古塔砖结构在强震中呈现的墙体弯曲型破坏形态及优异的抗震性能,本文对太原晋祠舍利生生塔结构的地震破坏形态进行了分析.首先将塔身作为整截面墙体分析了其地震内力及受弯、受剪承载力,定义并计算了受弯、受剪负载系数,对各层的破坏形态进行了分析,研究得出塔体底部墙体为弯曲破坏形态、上部为剪切破坏;进一步,建立结构的有限元模...     

聚乙烯流化床反应器床内温度分布的模拟

针对Unipol聚乙烯工艺的流化床反应器内温度分布不均匀问题,建立了全混流(CSTRs)串联模型、乳化相NCSTRs串联模型和乳化相全混流模型。与工业装置所测温度分布比较表明,乳化相全混流模型最适用于描述流化床层的温度分布。采用调整气泡相分区以及串联CSTR个数的方法确定乳化相全混流模型参数为乳化相为1个CSTR,气泡相为26个串联的CSTRs;该模型可准确描述流化床层的温度分布,催化剂进料口附近的床层温升较快(7℃),反应器上部区域温度梯度较小(小于2℃);结合聚合反应动力学,该模型可预测工业乙烯聚合过程的聚合产量和产品密度等性质。     

乙烯气相聚合流化床反应器内Geldart B类和Geldart D类颗粒流动特性的三维数值模拟

乙烯气相聚合流化床反应器的设计、操作和优化依赖于对聚合物颗粒粒径大小和分布、气泡运动特性及聚合反应状况的准确描述。采用Eulerian-Eulerian 双流体模型和群体平衡模型耦合方法对某乙烯气相聚合中试规模的工业流化床反应器分别处于常规聚合工艺(属Geldart B 类颗粒)和免造粒工艺(属Geldart D 类颗粒)时床体的气固流动特征以及不同颗粒类型对反应器操作状态和颗粒运动特性的影响进行了三维数值模拟研究。与传统聚乙烯生产工艺相比,免造粒工艺时的Geldart D 类聚合物颗粒更易聚集于气体入口处区域,而且会产生明显的旋涡并出现较大的气泡。研究结果可为免造粒聚乙烯生产工艺的工业推广应用提供参考。     

α-二亚胺镍催化剂催化乙烯聚合反应过程模型化

后过渡金属催化剂用于合成超支化聚乙烯具有合成步骤少、性能优异等特点,支化度、支链种类及分布对超支化聚乙烯的性能有显著影响,但目前对该反应过程的动力学模型及支链分布模型研究尚少。本文建立了在α-二亚胺镍催化剂作用下,以乙烯为唯一单体制备超支化聚乙烯的过程模型,通过动力学模型预测聚合反应速率,并与种群平衡模型结合,形成一个新的支链分布预测模型。与文献报道的模型相比,本文提出的模型结合了聚合反应动力学与支链分布模型,预测结果与实验结果更吻合,为调控后过渡金属催化剂催化乙烯聚合过程及产物结构提供了新手段。     

序列分布导向的CGC催化乙烯与1-辛烯共聚过程建模

限制几何构型催化剂(constrained geometry catalyst，CGC)特别适用于乙烯与α-烯烃溶液聚合法制备高性能聚烯烃弹性体POE(polyolefin elastomer)。基于CGC催化乙烯与1-辛烯共聚反应机理，建立了乙烯与1-辛烯共聚反应动力学模型并确定了动力学参数。采用前期实验获得的乙烯消耗速率曲线与催化剂平均活性验证了动力学模型的准确性。基于动力学模型和面向序列结构的共聚机理，建立了乙烯与1-辛烯共聚过程序列分布模型。模型可准确预测序列分布与短支链含量及其随反应条件的变化趋势。结果表明，随着1-辛烯浓度的增加，乙烯序列长度逐渐减小，其平均序列长度线性降低，而1-辛烯平均序列平均长度呈线性增加的趋势。所建模型可为从聚合过程角度调控POE链结构提供理论参考。     

基于粒子群优化算法的烯烃聚合反应动力学参数估计

聚合反应动力学参数估计是烯烃聚合过程建模与优化的重要环节和难点.针对Ziegler-Natta催化剂多活性中心特性、反应复杂、动力学参数多的问题,提出了基于粒子群优化(PSO)算法的烯烃聚合反应动力学参数估计方法.该方法以聚烯烃分子量分布(MWD)、短支链分布(SCB)、共聚组成分布(CCD)等微观链结构为目标,以动力...