شبیه سازی دینامیک و کنترل راکتور پلیمریزاسیون دوغابی اتیلن

در این پژوهش فرایند دوغابی تولید پلی اتیلن سنگین با استفاده از برنامه نویسی در محیط نرم افزار متلب-سیمیولینک به صورت دینامیک شبیه سازی شده است. مدلسازی بر اساس محاسبات انباشت و انتقال جرم و حرارت و سینتیک واکنش های زنجیرهای پلیمریزاسیون در یک راکتور همزده پیوسته (CSTR) با در نظر گرفتن تغییرات دما، فشار و حجم گاز و دوغاب انجام شده است. به منظور افزودن آثار محدودیت های انتقال جرم بین فاز گاز و مایع، مقاومت فیلمی به شبیه سازی اضافه شده است. ضرایب انتقال جرم از روابط تجربی محاسبه و سپس به همراه ثوابت سینتیکی با توجه به داده های صنعتی اصلاح شدند. در نتیجه مدل شامل 24 معادله دیفرانسیل و تعدادی معادله جبری می باشد. به منظور بیان تعادل گاز-مایع از معادله چایو-سیدر (Chao-Seader) استفاده شده بدین شکل که دادههای حاصل از نرم افزار اسپن هایسیس در 12000 نقطه کاری بر روی یک شبکه عصبی مصنوعی پیشرو پیاده سازی شده است. در حالت دینامیک کنترل کننده های مناسب به صورت مداربسته بر روی فرایند پیاده سازی شده و عملکرد مجموعه آنها برای تعقیب مقدار مقرر مورد مطالعه قرار گرفت. شبیه سازی انجام شده در عین حال که قابلیت خوبی در پیش بینی خصوصیات فرایند واقعی را دارد، از سرعت بالایی نیز برخوردار است. همچنین این مطالعه نشان داد که با افزودن دو حلقه کنترلی جدید بهبود قابل توجهی در عملکرد مجموعه حلقه های کنترلی از نظر سرعت پاسخ و کاهش نوسانات حاصل می شود.

کلیدواژه ها:

پلی اتیلن ، پلیمریزاسیون ، شبیه سازی ، دینامیک ، کنترل