عنوان پایان‌نامه
مطالعه سنیتک پلیمریزاسیون اتیلن درفازدوغابی باکاتالیست صنعتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - صنایع پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 797.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 40336
- تاریخ دفاع
- ۳۰ بهمن ۱۳۸۷
- استاد راهنما
- شکوفه حکیم, شهره فاطمی
- دانشجو
- خلیل شاهوردی شهرکی
- چکیده
- در این پروژه هدف اصلی مدل‌سازی فرآیند پلیمریزاسیون پلی‌اتیلن توسط کاتالیست های زیگلر ناتا به روش دوغابی و به دست آوردن ثوابت سینتیکی کاتالیست مذکور است. در مرحله ی اول با انجام آزمایش-هایی متغیرهای عملیاتی موثر بر سینتیک پلیمریزاسیون تعیین شد و چگونگی تاثیرات ناشی از هر متغیر مورد بررسی قرار گرفت. سپس سعی شد نحوه ی تاثیرگذاری هر متغیر به صورت یک مدل ریاضی ارائه گردد که این کار با طراحی آزمایش به روش باکس-بنکن و برازش منحنی درجه دوم برای داده های آزمایشگاهی انجام شد. در آخرین مرحله تعیین ثوابت سینتیکی کاتالیست مد نظر قرار گرفت. کاتالیست های زیگلر-ناتا دارای توزیع وزن مولکولی پهنی هستند که این پدیده به وجود چندین نوع مرکز فعال گوناگون در سطح کاتالیست نسبت داده می شود، بنابر این تعداد معادلاتی که در چنین سیستم هایی با آن روبرو هستیم زیاد است که این امر تعیین ثوابت سینتیکی این سایت ها را مشکل می کند. در این تحقیق جهت بهینه سازی ثوابت سینتیکی واکنش پلیمریزاسیون اتیلن از روش الگوریتم ژنتیک استفاده شد که به این منظور اختلاف موجود بین مقادیر محاسبه شده توسط مدل و مقادیر تجربی که از انجام آزمایش های مرتبط به دست آمده بود به عنوان خطا در نظر گرفته شد و سعی شد مقدار این خطا توسط الگوریتم ژنتیک مینیمم گردد. در نهایت نتایج به دست آمده با داده های تجربی مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت و صحت آنها تایید شد.
- Abstract
- Kinetic modeling and optimization of slurry polymerization of ethylene by Ziegler-Natta Catalyst are objectives of this study. At the first step some experiments were carried out to investigate the main effective operating parameters. Temperature, Pressure of ethylene, Pressure of Hydrogen (molecular weight modifier), molar ratio of co-catalyst to catalyst and pressure of comonomer were found to be the most important parameters. Design of experiments (DOE), Box-Behnken, was used to reduce the number of experiments to determine the curvature by quadratic equation and optimized conditions. At the last step kinetic parameters of Ziegler-Natta catalyst were tuned and optimized using Genetic Algorithm. Polymers produced by Ziegler-Natta catalysts generally have broad molecular weight distribution and that is because of different types of active centers in the catalyst there for there would be numerous polymerization reactions in such systems and this make it so complicated to optimize all the kinetic parameters. To overcome this problem genetic algorithm was used for optimization process. The difference between model predicted and experimental rate of polymerization was selected as the objective function in GA which was minimized to drive the kinetic parameters of the four-site Ziegler-Natta catalyst. Finally the kinetic parameters obtained from GA were validated using some other experiments. The results showed a good prediction of the experimental data by the kinetic model of this study.
