聚碳酸酯間歇反應(yīng)過程建模.pdf

1、聚碳酸酯(PC)是一種典型的熱塑性高分子材料，其綜合性能優(yōu)異，應(yīng)用廣泛，具有良好的市場前景。目前，PC的合成方法主要分兩類，即界面縮聚光氣法和熔融酯交換法，前者反應(yīng)溫度低、能量消耗少，可以獲得多種級別的聚碳酸酯產(chǎn)品，用于世界上約90％的PC工業(yè)生產(chǎn)。 PC工業(yè)生產(chǎn)主要采用界面縮聚光氣法，即雙酚A(BPA)和光氣在有機(jī)相與水相的界面處進(jìn)行縮聚反應(yīng)。
　　目前，聚碳酸酯的生產(chǎn)大多采用間歇式的生產(chǎn)方式。由于操作過程及人為因素的影響，各批

2、次之間的產(chǎn)品分子量波動比較大，影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量。如果對每批次反應(yīng)過程的分子量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個時刻的分子量偏離正常值，及時對進(jìn)料流量進(jìn)行調(diào)整，使得最終產(chǎn)品分子量達(dá)到正常值，這對提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義?，F(xiàn)在先進(jìn)過程控制（也稱先進(jìn)控制）是一種比較成熟的控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)這種分子量的監(jiān)控與調(diào)節(jié)，但是這種控制手段必須以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，因此，建立聚碳酸酯反應(yīng)過程的動態(tài)模型意義重大。
　　首先，本文深入分析了聚碳酸酯聚合過程的反應(yīng)機(jī)理，

3、聚碳酸酯的反應(yīng)過程表觀速率由反應(yīng)速率和傳質(zhì)速率共同決定，研究了雙酚A鈉鹽、苯酚和光氣在水相和有機(jī)相的傳質(zhì)速率和反應(yīng)速率，根據(jù)反應(yīng)機(jī)理建立了反應(yīng)動力學(xué)速率方程，結(jié)合矩速率方程及對流傳質(zhì)模型，建立了界面縮聚合成聚碳酸酯的反應(yīng)過程模型。
　　其次，根據(jù)中試試驗(yàn)數(shù)據(jù)對模型中的參數(shù)進(jìn)行確定，采用四階Runge-Kutta法對建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，并將計(jì)算得到的模擬結(jié)果與中試試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析，模擬得到的聚碳酸酯數(shù)均分子量與試驗(yàn)值基本吻