实现聚丙烯生产有效控制促进聚丙烯产业稳定发展

付红革

实现聚丙烯生产有效控制促进聚丙烯产业稳定发展

付红革

Point

聚丙烯由于在理化性能上具有诸多优势，使其在汽车生产、电子加工等领域有着广泛应用，聚丙烯生产成为化工材料和结构材料的基础性环节，衡量一个国家制造业、化工业的现实水平，聚丙烯生产是一项核心的参考，优化聚丙烯生产，控制聚丙烯生产全过程成为当前化工大国的共同目标。本研究以聚丙烯生产作为基础，展开了对聚丙烯生产控制的深入思考，在提出做好聚丙烯生产建模的前提下，提供了聚丙烯生产过程实现优化控制的措施。

聚丙烯在化学上具有稳定性和抗腐蚀性，在物理上具有耐冲击、易加工、绝缘等优势，使其在工具制造、电子生产、机械加工、汽车工业等行业与领域应用广泛，当前，聚丙烯成为基础性的化工产品，并直接决定着一个国家生产水平和制造水平，从促进国家建设和加速社会发展的角度上看，新时期必须要提高聚丙烯生产。聚丙烯生产领域应该把握聚丙烯生产的主要工艺，立足于现代化的生产理念和生产技术监理聚丙烯生产与控制的模型，通过对聚丙烯生产过程的不断优化，实现对聚丙烯生产的有效控制，进而是吸纳对聚丙烯生产效率与质量的提升，做到对聚丙烯市场不同需求的不断满足，真正实现促进聚丙烯产业的稳定发展。

1、聚丙烯的生产工艺

聚丙烯生产工艺主要可以划分为催化剂技术和聚合工艺两大主要基础。

1.1聚丙烯生产的催化剂技术

催化剂是聚丙烯生产的倍增器，有了高性质的催化剂聚丙烯生产的效率和质量将会有较大的提升，很多聚丙烯生产大国都将催化剂技术列为聚丙烯生产的核心技术。从上世纪50年代开始催化剂技术有了快速发展，传统的齐格勒制剂被纳塔不断优化，形成了新型的形式，不但提高了聚丙烯生产的效率而且也催生了结晶性聚丙烯的出现，由于新型催化剂的出现聚丙烯生产的工业化才有了实现的可能，大型聚丙烯产业出现完全依靠新型催化剂作为前提。上世纪20年代，金属催化剂研究进入到聚丙烯的实际生产，茂金属成为聚丙烯催化剂的主要方向，茂金属催化剂可以提高聚丙烯生产的效率，同时会提升聚丙烯的理化性能，做到对聚丙烯生产质量的有效保障。本世纪在茂金属催化剂的前提下，过渡性金属催化剂在聚丙烯生产领域被广泛应用，过渡性金属催化剂融合了茂金属催化剂和传统催化剂的传统优势，形成了兼具二者性能，降低聚丙烯生产成本，提高聚丙烯生产效率的新型催化剂，当前聚丙烯生产中过渡性金属催化剂在我国已经有了大面积应用，成为衡量聚丙烯生产水平的重要标志。

1.2聚丙烯生产的聚合工艺

聚合工艺是聚丙烯生产的核心工艺，根据聚合工艺的演进可以将方法划分为如下几种类型：一是，溶剂法聚丙烯聚合工艺，这是传统的聚丙烯聚合工艺，工艺的要点在于使用溶剂实现聚丙烯聚合，但是存在生产周期长、能量消耗大、回收成本高等缺点，是典型早期工业技术的体现。二是，溶液法聚丙烯聚合工艺，这种聚丙烯聚合工艺是在溶剂法的基础上进行的一种改良，其主旨是利用溶液进行聚丙烯聚合，虽然在效率上有一定的提升，但是在能耗与成本上仍然不具有大型工业化生产的优势。三是，液相本体聚丙烯聚合工艺，这种工艺的优势在于通过液相的特点控制了聚合中能源的消耗，同时，由于不需要脱离工艺和净化程序使得聚合效率大幅度提升，在现代化聚丙烯生产中具有独特的优势，已经成为聚丙烯聚合工艺的主导型方法。

2、聚丙烯生产过程建模研究

聚丙烯生产的微观实质是π键的配位，既丙烯中π键通过配位实现阴离子聚合，活性大的π键被催化剂吸附，以配位的方式使π键极化，将丙烯单体置入碳链之间形成活性链。从微观实质上出发，聚丙烯生产建模中应该注意如下要点：一是，要重视聚丙烯生产设备的选择，要通过设备的单独使用、并联使用和串联使用相结合的方法使丙烯能够更为有效地链接，提升模型建模的效率。二是，要利用方式可以拟稳态处理理论控制聚合链增长的速度，并做到对丙烯、氢气和催化剂在热平衡范围内的有效控制。三是，在聚丙烯生产中必须重视温度的调节，可以采用夹套冷却等方式和气相冷凝回流技术做到对温度的控制。三是，在建模过程中应该进行不断搅拌和震荡，避免聚合中间体和过程物在反应容器内的沉淀。

3、聚丙烯生产的过程优化控制

实现对聚丙烯生产的优化控制应该立足于对聚丙烯生产过程的合理划分，聚丙烯生产主要经过聚合反应过程、分离过程、单体冲洗过程和后期处理等重要阶段，优化聚丙烯生产就应该落实对各主要阶段的控制和管理。在生产工艺和设备已经确定的情况下，实现聚合反应过程、分离过程、单体冲洗过程和后期处理的有效控制就成为确保聚丙烯生产的原则和目标。从近十年化工生产过程的控制情况来看，虽早已采用集散型控制系统，但其缺点在实际操作过程中已暴露的愈加明显。因为这种集散型控制系统只是将操作变量和控制变量之间的关系设定为一一映射的关系，从不考虑因变量的变化从而导致它们之间关系的变化。在化工产品的实际生产过程中，正是由于这种一一映射的设定，使得变量之间的关系无法真实反应出生产设备、装置的实际情况，从而也很难实现生产设备的平稳控制。当前对聚丙烯生产的相关研究将控制和优化生产划分为两个层次，第一个层次是建立工艺机理模型，这是一种静态的模型优化，是在先进的控制基础上的稳定模型，该种模型是按照目标函数进行的优化计算，计算出的优化值将作为在线经济优化控制范围内的限值。第二个层次是经济优化原则，是在多变量预估控制的基础上实现的，该控制在预先设定好的目标函数基础上寻找优化值，为实现经济效益而实行优化控制。常见的优化控制主要有以下几种：第一种为模糊逻辑控制，它是以模糊语言变量和逻辑推理为基础的数字控制技术，本质上是非线性控制，主要特点是具有系统化的理论。其中模糊逻辑控制分为Mamdani和Takagi—Stgeno模糊模型两种。第二种为预测控制，它不是一种非线性的系统理论控制，而是直接来源于聚丙烯产品的生产实践。经过几十年的快速发展，它已演变出三种形式，分别为基于非参数化模型、参数化模型和结构化模型的预测控制。但是不管形式如何变化，每种形式的预测控制都包含了预测模型、滚动优化和反馈校正三个部分，以此来实现聚丙烯生产的过程优化控制的目标。

结语

聚丙烯的生产水平是我国工业水平和制造业发展水平的根本标志，在新时期材料科学、结构科学不断发展的今天，聚丙烯的生产工艺就成为生产领域中核心的问题。当前应该根据聚丙烯生产的实际，做好聚丙烯生产建模工作，通过过程和重点的不断优化实现聚丙烯生产质量与水平的提升。要看到聚丙烯生产的重要性和过程的复杂性，从生产的细节入手，把握生产与科技的方向，重铸聚丙烯生产的新模式与新道路，做到对聚丙烯产业振兴与发展的促进，更好地为社会生产提供高质量的聚丙烯产品。

（作者单位：中国石油大庆石化分公司化工三厂聚丙烯车间）