两段式己内酰胺连续水解聚合工艺的模拟与分析开题报告

1. 研究目的与意义

化工过程模拟是在计算机上再现实际的生产过程，采用适当的模拟软件，将有多个单元操作组成的化工流程用数学模型描述，并在计算机上通过改变各种有效条件得到所需要的结果。

但是这一再现过程并不涉及实际装置的任何管线、设备以及能源的变动。

因此，流程模拟不仅可以建立准确的模型，使用严格和高效的计算方法，进行单元和全过程的计算，提高产品质量，优化装置，也可节省时间、大量资金和操作费用。

2. 国内外研究现状分析

seavey等利用polymer plus软件对于水解聚合过程中的vk管反应装置进行建模，研究了vk管压力对pa6数均分子量的影响，刘亮等针对广东某锦纶企业建立了一段式pa6聚合反应模型，结果表明开环剂水的用量增加可加快反应速率，减少聚合时间，但会降低聚合物数均分子量并增加可萃取物含量。

邢玉林等基于岳阳石化20000吨/年己内酰胺水解聚合工艺，利用polymer plus建立了两段式己内酰胺水解聚合模型，分析了进料含水量，分子量调节剂用量，前后聚的温度、压力等因素对于产物中环状二聚体含量，pa6收率以及数均分子量的影响，提出了环状二聚体的调控策略。

丁心怡等建立了一段式己内酰胺常压水解连续聚合仿真模拟，研究了在不同程序控温（tcp）的温度形式下，分子量调节剂用量，进料水含量，进料量以及各段温度等因素对于环状二聚体含量、单体转化率和聚合物数均分子量的影响趋势，结果表明分子量调节剂醋酸含量对于分子量影响最为显著，聚合塔上段温度对于数均分子量影响很大，而下段温度对于环状二聚体含量和单体转化率影响最为显著，并根据产品性能确定了最佳的温控模式。

3. 研究的基本内容与计划

（1）建立逐步聚合过程模型，将文献查得的相关数据与工厂提供的工艺参数代入模型运算，并与工业所得实际数值进行对比，对模型进行准确性检验。

（2）以pa6收率，数均分子量和后聚出料中环状二聚体质量分率为衡量标准，进行原料配比优化与分析。

（3）确定原料配比的前提下，分析不同进料量、进料水含量、分子量调节剂对苯二甲酸pta、全混釜 cstr1 ~cstr6 及平推流反应器 pfr1和pfr2 各聚合反应器温度与聚合物重要指标之间的相关规律，改进和优化工业装置，提供预测和方案。

4. 研究创新点

（1）文中以工业装置为设计模型，添加主要副反应方程，设定用户自定义方程，建立贴合工业过程装置的数学模型。

计算结果和工业数据进行对比，更准确，更科学。

（2）本文综合分析了对聚合物单个性质影响最重要的参数，并对于影响最为显著的多个参数进行耦合，确定了一定区域内对应的的最优调节参数及对应的数值。