شبیه سازی دینامیک و کنترل فرایند دوغابی کوپلیمریزاسیون اتیلن- ۱ - بوتن

فرایند دوغابی تولید پلی اتیلن، بدلیل شرایط عملیاتی دما و فشار متوسط، درصد تبدیل بالای اتیلن به پلی اتیلن، انتقال حرارت آسان و فرایند پذیری نسبت ا راحت محصول، یکی از متداولترین روش های تولید پلی اتیلن سنگین ( HDPE ) می باشد. جهت شبیه سازی محتوی درون راکتور به صورت فاز مایع (دوغابی) در تعادل با فاز گاز فرض گردیده و دما، فشار و حجم راکتور در طی فرایند متغیر فرض شده است. در همین راستا واکنش های شیمیایی بر مبنای وجود دو نوع سایت فعال در یک کاتالیست ناهمگن زیگلر ناتا برای تولید HDPE کوپلیمر با ۱ -بوتن در نظر گرفته شده است. شبیه سازی در حالت پایا براساس فرضیات دما، فشار و حجم متغیر با نرم افزار Aspen Plus بخش Polymers انجام شده و نتایج حاصل از شبیه سازی با خروجی واحد HDPE پتروشیمی ایلام مقایسه گردید. نتایج بدست آمده از انجام این کار نشان داد که شبیه ساز طراحی شده از اعتبار و دقت خوبی در پیش بینی شرایط عملیاتی راکتور، خواص و نرخ تولید محصول گرید F ۷۰۰۰ برخوردار می باشد. در ادامه با استفاده از شبیه سازی تکمیل شده، رفتار دینامیکی فرایند دوغابی تولید پلی اتیلن سنگین در نرم افزار Aspen Plus Dynamics مطالعه شد. جهت کنترل شرایط عملیاتی هر راکتور، چهار کنترل کننده دما، فشار، سطح مایع و نسبت ۲H به ۲C (برای راکتور اول) در نظر گرفته شد. مقدار مقرر و ضرایب تنظیم هریک از کنترل کننده ها با توجه به داده های واقعی فرایند دوغابی تولید پلی اتیلن سنگین گرید F ۷۰۰۰ واحد پتروشیمی ایلام در نظر گرفته شده است. در ادامه بررسی عملکرد کنترل کنندهها، با تغییر در مقدار مقرر هر یک از کنترل کننده ها، رفتار دینامیکی مدار بسته فرایند مورد بررسی قرار گرفت. سپس با تغییر در مقدار کاتالیست و تغییر گرید، عملکرد کنترل کننده ها جهت حذف این اغتشاش تحلیل شد. در هر دو سناریو، با انجام پارهای اصلاحات، کنترل کننده ها توانستند عملیات را به طور روان و با حداقل انحراف از اهداف کنترلی پیش ببرند.

Keywords:

پلی اتیلن سنگین , کوپلیمر , ۱ -بوتن , فرایند دوغابی , کنترل