聚丙烯(PP)是以丙烯单体为主聚合而成的,并易于通过共聚、共混、填充、增强等工艺使其具有优异的性能。由于聚丙烯具有比重轻、耐抗冲、耐腐蚀、高透明、无毒性、强度好、电绝缘性能好且易于加工等优良性能,因而被广泛用于轻工、化工、化纤、建材、家电、包装、汽车等领域。 对于聚丙烯不同牌号的生产过程,需要对与聚丙烯质量密切相关的参数进行实时监控、诊断。本文所介绍的聚丙烯生产过程建模与运行监控系统正是基于这样的应用需求研究开发的。本文主要研究内容和成果如下: 1.阐述了聚丙烯生产过程监控技术主要研究内容,综述了聚丙烯生产过程监控技术的发展和应用情况;从聚丙烯生产过程的工艺特点出发,介绍了聚丙烯生产过程工艺流程和相应的过程控制要求,同时分析了主要参数对生产的影响,可用于现场操作指导,并为进一步的优化控制打下了良好的基础。 2.针对目前生产的迫切需要,从控制角度出发,建立了工业聚丙烯的机理模型,结合质量分析数据能够在线实时预报聚合反应器中聚丙烯的熔融指数、聚合釜的聚合率、浆液浓度、聚合热等重要参数。模型求解速度快,能够满足生产上的要求,现已在国内某大型石化厂聚丙烯装置投入在线运行,结果能够较好地能够克服实验分析的迟延,符合现场实测数据,对于操作人员进行质量控制有一定的指导意义。 3.基于多元统计分析技术,针对聚丙烯生产的关键过程,以稳态运行的一组数据建立PCA模型;基于此模型,对该过程的生产运行状况进行故障检测与诊断,研究结果表明此方法检测诊断率很高,对于生产正常运行有非常重要的实际意义。 4.阐述如何实现聚丙烯生产装置监控系统。系统的开发采用基于PE的操作平台,以工艺包程序为核心,以实时数据库为数据交换中心,构成完整的聚丙烯生产过程实时计算与监控系统; 最后,总结本文的研究成果,指出了聚丙烯生产过程建模与监控系统的发展方向。