ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРОМЫШЛЕННОГО РЕАКТОРА СИНТЕЗА ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА
Лопатин Александр Геннадиевич , Брыков Богдан Александрович , Вент Дмитрий Павлович
2018 / Том 22, №9 (140) 2018 [ Информатика, вычислительная техника и управление ]
ЦЕЛЬ. Процессы радикальной полимеризации метилметакрилата подвержены сильному гель-эффекту, в связи с чем на производстве процесс полимеризации проводят при относительно низкой температуре и большом соотношении мономера и воды, что негативно сказывается на производительности реакторов. Целью данной работы является исследование динамических особенностей типового промышленного реактора при различных режимах протекания процесса для дальнейшей разработки системы управления таким реактором. МЕТОДЫ. Для получения передаточной функции объекта управления в предыдущей работе было составлено математическое описание реактора в виде системы дифференциальных уравнений теплового баланса и получена структурная схема объекта управления. В этой статье, используя Mathcad и MATLAB Simulink, показаны диапазоны изменения всех параметров объекта управления в зависимости от степени конверсии мономера при различных режимах протекания процесса. РЕЗУЛЬТАТЫ. Получено семейство кривых разгона объекта управления при разных режимах протекания процесса. ВЫВОДЫ. Полученные результаты соответствуют реальным данным производства полиметилметакрилата на промышленных предприятиях.
Ключевые слова:
реактор-полимеризатор, полиметилметакрилат, радикальная полимеризация, математическое моделирование, передаточная функция, гель-эффект
Библиографический список:
- Комиссаров Ю.А., Глебов М.Б., Гордеев Л.С., Вент Д.П. Химико-технологические процессы. 2-е изд. М.: Юрайт, 2018. 359 с.
- Коршак В.В. Технология пластических масс. 3-е изд. М.: Химия, 1985. 560 с.
- Ушева Н.В., Мойзес О.Е., Митянина О.Е., Кузьменко Е.А. Математическое моделирование химико-технологических процессов. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. 140 с.
- Савельянов В.П. Общая химическая технология полимеров. М.: Академкнига, 2007. 336 с.
- Lucia S., Finkler T., Engell S. Multi-stage nonlinear model predictive control applied to a semi-batch polymerization reactor under uncertainty // Journal of Process Control. 2013. No. 23. P. 1306–1319.
- Nguyen S.T., Hoang N.H., Hussain M.A. Analysis of the Steady-State Multiplicity Behavior for Polystyrene Production in the CSTR // Chemical product and process modeling. 2017. No. 12 (4).
- Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: в 2 ч. М.: Юрайт, 2016. Ч. 1. 365 с.
- Аржаков М.С. Высокомолекулярные соединения. М.: Юрайт, 2018. 340 с.
- Hossein R., Ahmad A.S., Grady M., Rappe A., Soroush M. Experimental and theoretical study of the self-initiation reaction of methyl acrylate in free-radical polymerization // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2017. P. 2-29.
- Garg D.K, Serra C.A, Hoarau Y., Parida D., Bouquey M., Muller R. Analytical solution of free radical polymerization: Applications-implementing gel effect using CCS model // Macromolecules. 2014. P. 2–13.
- Law W.P., Wan Hanisah W.I., Gimbun J. Modeling of methyl methacrylate polymerization using MATLAB // Chemical product and process modeling. 2016. P. 1–12.
- David V.V., Jorge H.O., Ricardo C.L.A., Estevez M. Autoacceleration in Bulk Free-Radical Polymerization: Effect of Chain Transfer // Macromolecular chemistry and physics 219. No. 5. 2017. P. 1–7.
- Вент Д.П., Лопатин А.Г., Брыков Б.А. Исследование математической модели промышленного реактора-полимеризатора // Вестник Международной академии системных исследований. Информатика, Экология, Экономика. 2018. Т. 20. Ч. I. С. 9–22.
- Брыков Б.А., Лопатин А.Г., Вент Д.П. Исследование нестационарности параметров промышленного реактора-полимеризатора на основе кинетической модели процесса радикальной полимеризации метилметакрилата // Успехи в химии и химической технологии: сб. науч. тр. М., 2017. Т. 31. № 8 (189). С. 10–12.
- Лопатин А.Г., Брыков Б.А., Вент Д.П. Исследование устойчивости робастной нечеткой системы управления химическим реактором периодического действия // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 12-1. С. 10–17.
Файлы:
