在气相流化床乙烯聚合生产工艺中，聚合反应速率、生产过程稳定性、聚乙烯物理性能以及生产成本均和聚乙烯颗粒粒径分布密切相关。因此生产厂家迫切希望了解生产过程中聚合物颗粒粒径分布，以及影响粒径分布的因素，并在此基础上对聚乙烯粒径分布加以优化调控，以达到流态化质量最佳和生产装置“安稳长满优”运行的目的。本文针对Unipol-LLDPE生产流程，对流化床反应器中聚乙烯颗粒粒径分布进行了研究。主要内容如下： 首先，针对气相法聚乙烯的生产过程，在综合考虑流化床反应器中聚乙烯颗粒生长、磨损和扬析过程的基础上，运用质量衡算的方法，建立了稳态操作条件下的气相法聚乙烯颗粒粒径分布预测模型。运用建立的模型，系统考察了聚乙烯生产过程中各个操作变量，包括，催化剂粒径及其分布、操作气速、反应温度、反应压力、乙烯浓度、丁烯浓度、乙烯／丁烯比和氢气浓度，对聚乙烯颗粒粒径分布的影响。计算结果发现，相比于反应压力、丁烯浓度和氢气浓度三者，其它5个操作变量对粒径分布的影响较为显著。因此从对颗粒粒径分布影响作用的程度上区分，可将反应压力、丁烯浓度和氢气浓度三者定义为非敏感变量，其它五者定义为敏感变量，是聚乙烯颗粒粒径分布的控制变量。计算同时表明，聚乙烯的产率会因操作变量的改变而变化。将粒径分布的计算结果与工厂数据进行比较，两者基本一致，平均误差为24.4％，说明模型能够较为真实地反映和预测气相流化床反应器内聚乙烯颗粒的反应历程和演化规律。 其次，在稳态模型的基础上建立了聚乙烯颗粒平均粒径的时间序列模型，系统地考察了乙烯进料流率、丁烯进料流率、氢气进料流率、反应温度、进料催化剂粒径和操作气速扰动过程中聚乙烯颗粒粒径演化规律。研究结果表明，当扰动开始发生时，聚乙烯颗粒瞬时和累积平均粒径均同时发生偏移，并当扰动撤除后均能恢复到原稳态值。并且整个扰动过程中所考察的聚乙烯颗粒粒径变化幅度均较小，因此，可以认为该反应体系为稳定体系。从操作变量对颗粒累积平均粒径的影响作用快慢程度上比较，可将变量分为两类，乙烯进料流率、浙江大学硕士学位论文(2004)丁烯进料流率和氢气进料流率为第一类，第二类为乙烯浓度、丁烯浓度、氢气浓度、催化剂粒径、反应温度和操作气速，第一类变量对聚乙烯颗粒粒径的影响作用滞后于第二类变量的影响作用。因此，在非稳态操作时，要实现聚合物颗粒粒径的控制，对第一类变量的控制应早于第二类变量。 最后，针对生产厂家为实现流态化质量最佳和生产装置的“安稳长满优”运行对聚乙烯产品粒径分布提出的要求，建立了气相法聚乙烯颗粒粒径分布的定制模型。模型定义了优化目标函数F一堂〔喇D，)一以Dt)〕’，以:最小为优 i=l化目标，选择了粒子群优化算法(P训de sw~勿t俪zer，Pso)作为优化算法，得到了聚乙烯颗粒粒径分布满足最佳流态化质量时的操作参数。最后以两个实例(目标粒径分布分别为单峰分布和双峰分布)进一步说明了根据聚乙烯粒径分布来确定操作参数的可行性和有效性。