[發明專利]一種烯烴聚合反應動力學參數的擬合計算方法

在審

• 申請號: 202010523413.3
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111724861A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 黃鶯;孫淑蘭;劉燦剛
• 申請（專利權）人: 中國寰球工程有限公司
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

1.一種烯烴聚合反應動力學參數擬合計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：單活性位反應動力學參數計算；

S2：催化劑多活性位個數確定；

S3：多活性位反應動力學參數計算；

其中，所述步驟S1進一步包括：

S101：利用流程模擬方法，建立流程模擬的物性模型；

S102：根據催化劑種類及反應機理，確定并輸入反應動力學模型的反應種類；

S103：獲取聚合反應動力學模型的催化劑活性位濃度、活化能、指前因子初值和聚合反應的實測數據；

S104：根據步驟S103的數據，對聚合反應器進行模擬，獲得聚合產物的產率、數均分子量和等規度；

S105：基于步驟S103的實測數據及步驟S104建立的反應器模型，利用數據擬合功能，擬合計算出適用范圍廣的聚合反應動力學參數；

其中，所述步驟S2進一步包括：

基于聚丙烯產物的GPC分析數據及excel平臺，進行多個活性位的解析，確定活性位個數及每個活性位所產生的聚合物產量百分數及分子量；

其中所述GPC分析數據具體為聚合物凝膠滲透色譜分析數據，生成分子量分布曲線，將所述分子量分布曲線分解成若干個單活性位的Flory分布曲線，從而得到活性位個數、每個活性位生成聚合物的質量百分數、每個活性位生成聚合物的數均分子量和重均分子量；

所述分子量分布曲線分解的目標函數為χ²，即樣品的GPC分析數據與Schulz-Flory分布函數的標準偏差，具體計算過程如式(1)～(3)所示：

x＝log M_w-log M (1)

式中，M_w為聚烯烴的重均分子量，M為聚烯烴的數均分子量，m_i為每個活性位的質量分數，n為活性位數目，DP_ni為每個活性位的數均聚合度；

其中，所述步驟S3進一步包括：

S301:確定多活性位反應動力學參數初值，具體為：

所有反應的活化能采用單活性位的數據，對于活化反應和失活反應的指前因子初值采用單活性位的指前因子除以催化劑活性中心類型數目計算，即K0多＝K0單/Nsite，得到每一個活性位的初值；

鏈轉移反應的指前因子初值采用單活性位的數據；

鏈增長、鏈引發和等規度反應的初值采用公式(4)進行計算：

Kp多＝Kp單×(Frac.AreaSi)/100×Nsite (4)

式中，Kp多為多牌號多活性中心指前因子，Kp單為多牌號單活性中心指前因子，Frac.AreaSi為第i個活性中心產生的聚合物的質量百分數，Nsite為催化劑活性中心類型數目；

S302：建立多活性位反應動力學方程；

S303：建立多活性位反應動力學參數擬合計算模型。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S101中所述流程模擬方法具體為基于Aspen Plus軟件平臺，采用聚合物的模擬方法，在組分列表中添加反應組分及產物，選擇物性方法，輸入活性位數量為1；

其中，所述反應組分及產物包括均聚/共聚單體-1、均聚/共聚單體-1的鏈段、共聚單體-2、共聚單體-2的鏈段、氫氣、催化劑、助劑、給電子體、共聚或均聚聚合物；

所述物性方法為PC-SAFT和POLYPCSF。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S102中所述反應動力學模型的反應種類包括合成均聚和共聚聚乙烯、聚丙烯生產過程的以下反應：

催化劑活化反應、鏈引發反應、鏈增長反應、鏈轉移反應、催化劑失活反應和等規反應；

將確定的反應種類添加在模擬軟件的反應頁面中。