Use of a two-dimensional pseudo-homogeneous model for the study of temperature and conversion profiles during a polymerization reaction in a tubular chemical reactor
Uporaba dvodimenzionalnega psevdohomogenega modela za študij temperature in profila pretvorbe med reakcijo polimerizacije v cevastem kemijskem reaktorju

angleški

2012

letnik 46, številka 5

kemijska kinetika    modeliranje   cevast reaktor   simulacija    polimerizacija    polietilen    psevdohomogen dvodimenzionalni model

Inštitut za kovinske materiale in tehnologije
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Dvodimenzijski psevdohomogeni model je bil uporabljen za študij temperature in profila pretvorbe med reakcijo polimerizacije polietilena z nizko gostoto (LDPE) v cevastem kemijskem reaktorju. V model je bila vključena Runge-Kuttova semiimplicitna metoda 4. reda z uporabo ortogonalne kolokacije za pretvorbo sistema kompleksnih enačb v navadne diferencialne enačbe glede na vključen prenos toplote in mase. Simulirana je bila polimerizacija etilena v širšem področju temperature in tlaka skladno z mehanizmom radikalne polimerizacije. Predstavljenih je več preizkusov polimerizacije, izvedenih v razmerah, podobnih industrijskim. Preizkušen in analiziran je bil vpliv začetne temperature Tspodaj0, celotnega tlaka Pspodajt in razmerja L/D (glavne dimenzije reaktorja) na profil temperature in hitrost pretvorbe, da bi bilo mogoče napovedati ponašanje in zmogljivost uporabljenega cevastega reaktorja. Pozornost je bila usmerjena na učinek povišanja začetne temperature Tspodaj0, ker to po eni strani vpliva na znižanje Tspodajc (vroča točka) na vstopu v reaktor, po drugi pa na izboljšanje pretvorbe. Nasproten učinek je bil opažen za Pspodajt, ker se narastek tlaka izraža v hitrem povišanju Tspodajc in zmanjšanju konverzije. Območje tlaka in temperature je torej omejeno z zmogljivostmi sistema: treba se je izogibati prekomernemu tlaku, delovne temperature pa je treba izbrati v območju, kjer je reakcija polimerizacije zelo hitra; take razmere omogočajo dobro konverzijo, in nastali polimer ima majhno kristaliničnost in s tem nizko gostoto. V tem delu je bilo preučevano tudi razmerje L/D, da bi dobili najbolj primerno razmerje, ki omogoča najboljši odvod toplote, ki se sprošča med polimerizacijo.

10.07.2013