Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Обработка результатов. Обработку общей диаграммы расхода пропилена (рис. 2.4) проводят раздельно для каждой стадии процесса полимеризации.
Стадия начальной подачи пропилена протекает мгновенно и соответствует на диаграмме участку OA. По отрезку OA определяют начальное содержание пропилена в газовой фазе реактора.
В последующих стадиях полимеризации скорость сорбции пропилена растворителем (кривая AB) изменяется от максимальной до некоторой постоянной величины, равной скорости расходования пропилена в химической реакции (прямая ВС). Экстраполяция прямой ВС к нулевому времени дает общий расход мономера на стадиях начальной подачи и сорбции OB'. По величине отрезков OB'—OA=AB' судят о равновесном содержании пропилена в растворителе. По этим данным определяют концентрацию пропилена в растворителе (см)о-
Аналогично определяют приращение концентрации мономера Дсм на последующих стадиях процесса для участков CD1 EF и KL. Соответственно из найденных значений Дсм вычитают ту'ее часть, которая обусловлена конденсацией паров растворителя при снижении температуры. Для реактора емкостью 250 см3, содержащего 100 см3 гептана, дополнительное приращение концентрации пропилена в области снижения температур от 40 до 300C составляет:
Г, °С 40 36 33 30
Дсм, ммоль/л — 6,15 5,85 6,00
Истинные приращения см равны:
ДС'мі^ЛСмі — 6,15 (для CD), AC7M2 = АСм2 5,85 (для EF), .AC7M3 = ACm3--6.00 (для КЦ.
Из этих данных с учетом начальной концентрации пропилена на стадии, соответствующей прямой ВС, определяют равно-
Т, 9C
40
36
33
30
См, моль/л
и, моль/(л.мин)
к. л/(моль.мин)
весные концентрации пропилена на последующих изотермических стадиях полимеризации CD, EF1 KL.
Участки диаграммы ВС, DE1 FKy LM соответствуют изотермическому режиму полимеризации. На этих участках скорость полимеризации и определяют по тангенсу угла наклона прямых к оси абсцисс. Константу скорости полимеризации [в л/(моль-•мин)] рассчитывают на каждом участке по уравнению
где ck — концентрация катализатора в растворителе, моль/л. Полученные данные вносят в табл. 2.4.
На основании полученных данных строят графическую зависимость \gk = f(l/T), где T — абсолютная температура. По тангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс определяют эффективную энергию активации процесса полимеризации.
Задание. Написать схему реакции роста цепи при ионно-ко-ординационной полимеризации пропилена и проанализировать температурную зависимость скорости полимеризации.
Работа 2.5. Моделирование процесса ионно-координационной полимеризации этилена
Цель работы: провести оптимизацию параметров процесса полимеризации этилена для получения полиэтилена с заданными свойствами.
Приборы и принадлежности: ЭВМ «Электроника ДЗ-28», кассеты с записями языка программирования и описания модели (произведено на языке программирования Бейсик ЗА) (см. с. 49).
Порядок работы: 1) пуск ЭВМ в программном режиме;
2) ввод индивидуального задания:
провести каталитический газофазный синтез полиэтилена из этилена в реакторе объемом 1000 см3 в присутствии катализатора дициклопентадие-нплхрома; выход полимера должен составлять от 10 до 100 г; плотность полимера должна быть 0,8900—0,9500 г/см3; показатель текучести расплава полиэтилена должен равняться 0,1 — 15,0 г/10 мин; режим процесса (не)изотермический, (не)сгационарный по реагентам;
3) ввод параметров процесса:
частота вращения мешалки от 0 до 1000 об/мин; термостатирование рубашки реактора от 75 до 100 °С;
скорость термостатирования от 0 до 12,0 л/мин; количество катализатора от 0,01 до 1,00 г; количество изобутилена от 0 до 7,50% (об.); количество водорода от 0 до 15,00% (об.);
количество этилена, определяемое давлением от 0,01 до 4,00 МПа;
Листинг программы "Полимеризация этилена"
2REM ПОЛИЭТИЛЕН BASICA
5 PRINT' СИНТЕЗ ПОЛИЭТИЛЕНА РЕАКТОР 1,0 Л'
10 PRINT' ЗАДАНИЕ' 12 INPUT' ВЫХОД ПОЛИМЕРА Г, M 14 INPUT' ПЛОТНОСТЬ Г/СМЗ', А 16 INPUT' ИНДЕКС РАСПЛАВА', E
18 INPUT' РЕЖИМ ПРОЦЕССА: СТАЦИОНАРНЫЙ - 5, НЕСТАЦИ0НАРН. - "ПС"', F
20 INPUT' ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА: КАТАЛИЗАТОР Г, С
24 INPUT' ТЕМПЕРАТУРА ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ ГРАД. Ц', T
26 INPUT' СКОРОСТЬ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ Л/МИН', R
28 IF R>12 THEN R = 12: INPUT' БУТЕН-1 %', В
32 INPUT' ЭТИЛЕН МПа', Р: LET P = P-IO
36 INPUT' ВОДОРОД %', H: INPUT' МЕШАЛКА ОБ/МИН', У
38IF У>1 ООО THEN У = 10ОО: LET Z = OiLETN = 0: GOTO 250
42 INPUT' СНИЗИТЬ ТЕМПЕРАТУРУ, Т: GOTO 250
46 INPUT' СНИЗИТЬ ВЕС КАТАЛИЗАТОРА', С: GOTO 250
50 INPUT' ПОВЫСИТЬ ДАВЛЕНИЕ ЭТИЛЕНА', Р: LET P = Р-10
250LETS = (PC /(203 + R-1000) + I)-T:IFS>102THEN42
252 LET J = (P - P-42/S)-C-(1 - 0.005•(H + B))
254 LETJ = J-(0.002-y -(0.001-УГ2 + 0.001): IF P/J<1.3 THEN 42
258 LETQ = Q + 0.94-J/C: LET N *Q-C:IF F = 5 THEN264
260LETP = P-J:IFP<1 THEN50
264 LET J = (0.0007-S/4 - 0.01): LET D = J + (1 + Q)/((0.01-B + 1.05)Q + 0.5)
266 LET W = 5/((0.0007 S - 0.05)/Q + J(H/10 + 1)): Z = Z + 10
268LET J = (VT(-0.8))/0.0007 - 3.8
