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近年来,聚烯烃产品市场竞争越来越激烈,产品需求也越来越丰富,其生产牌号由此出现了低端过剩、高端短缺的情况。因此,牌号切换优化研究对不同牌号聚烯烃的连续生产显得至关重要。要实现聚烯烃快速牌号切换优化,需要将聚合生产流程进行全联立求解。如何将聚合物热力学方程实现联立求解成为了研究重点。PC-SAFT(Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory)状态方程法是较适用于乙烯淤浆聚合体系的物性计算方法,但PC-SAFT状态方程公式繁多且复杂,计算基于序贯法迭代进行,难以实现流程全联立求解。本文针对PC-SAFT状态方程法的建模、计算和优化的若干计算问题进行了深入研究,主要研究工作和贡献如下:1.本文提出了PC-SAFT状态方程的联立计算模式,并在Matlab软件平台上编程求解。将乙烯、氢气纯组分、乙烯-氢气双组分、含聚合物的多组分等体系的P-ρ关系与Aspen Plus软件的对应物性数据进行比较,结果十分吻合。同时在Matlab软件平台上编制了PC-SAFT状态方程的序贯法求解程序,在收敛步数方面联立法显示了明显优势。2.设计了反应釜采出流股命题并在Matlab平台上用联立法求解,结果与Aspen Plus软件的Optimization功能对比,自编程序的模型准确程度与Aspen Plus相当,而收敛步数与收敛时间更优。3.为了将PC-SAFT与全流程的乙烯淤浆聚合模型联立,本文在AMPL(A Mathematical Programming Language)平台上编制了联立法求解PC-SAFT程序,并测试到了多解问题。在联立模型中引入基本物性约束、额外平均链段数约束以及额外收率约束后,很好地解决了模型的多解问题。同时,对反应釜出料闪蒸气相回收单元进行了温度压力双操作变量的优化。结果表明,即使在不利的搜索条件下也可解得最优解。4.将AMPL平台的PC-SAFT联立模型放入乙烯淤浆聚合流程的联立模型进行研究,实现了乙烯淤浆聚合流程真正意义上的全联立。联立模型模拟了单釜无回流无断裂流程以及单釜回流流程。结果表明,对于Aspen Plus无法收敛的回流工况,PC-SAFT联立模型可很好地收敛。同时,进行了乙烯淤浆聚合过程联立模型的大范围变工况模拟,全联立模型在大范围变工况下仍然具有很好的收敛性和计算效率。