[00712729]聚丙烯熔融指数软测量

聚丙烯(PP)是五大通用塑料之一，用途十分广泛，可采用注塑、挤塑、吹塑等成型加工工艺，产品主要用于生产机械零件、汽车零部件、家具、玩具、丙纶纤维、医疗器械及包装材料等。对于丙烯聚合工业，熔融指数(MI或MFR)是决定聚丙烯产品牌号，衡量产品合格程度的重要质量指标。虽然已有熔融指数的在线分析仪，但价格昂贵，且在聚合釜高粘度高温高压的环境下，仪器无法保证正常工作。为控制聚丙烯的熔融指数，目前工厂主要根据实验室的熔融指数离线分析值对工况进行调整。由于样本熔融指数的离线分析过程一般需要两小时，造成了控制滞后，产品质量不稳定。特别是在产品牌号切换过程中会产生大量的不合格料，带来了经济上的损失。因而建立聚丙烯熔融指数软测量模型，对熔融指数进行实时在线估计，作为生产控制的参考依据，将有利于产品质量的提高。中国目前实际生产的聚丙烯牌号，产量较大的均是低档的产品，没有完全发挥引进装置的生产能力，树脂加工工业所需的一些高档料却需大量进口。从国外发展经验来看，聚丙烯的发展趋势是走向高档次的品种和牌号，丙烯-乙烯嵌段共聚物等在产品中所占的比例在快速提高，美国公司生产的共聚物占整个聚丙烯产量的30％，日本则更是达到了40％。按目前的发展趋势，预料到2010年，中国聚丙烯的生产能力将达到430万吨/年，从数量上看产量和需求量基本持平，但如果还主要生产低档的产品，那么低档料将供过于求，而高档料仍将依赖进口，这对中国聚丙烯工业发展极为不利。因此为了提高产品的质量，建立聚丙烯熔融指数软测量模型是当务之急。同时，市场对聚丙烯的需求趋于多样化，这就要求企业必须能够根据市场需求快速作出反应，相应的转换生产牌号，从过去的单一化大批量生产转向多样化的小批量快捷生产。因此，牌号切换技术的研究和开发也势在必行。应用说明：在借鉴国外先进经验的基础上，结合国内聚丙烯生产装置的实际情况，采用了机理和统计两种技术路线对多种牌号的聚丙烯熔融指数进行软测量。机理模型依据聚合反应机理和反应动力学；统计模型则根据采集到的现场运行数据，采用神经网络/部分最小二乘(NNPLS)方法，实现丙烯聚合过程在线运行的熔融指数预报。同时还根据聚合反应机理和反应动力学，建立了聚丙烯的牌号切换模型，给牌号切换过程提供指导，为今后的优化控制奠定了基础。上述建立的熔融指数机理、统计软测量模型及牌号切换技术，已经投入Hypol工艺聚丙烯生产装置的连续在线运行，运行结果显示，模型计算结果较好地符合化验分析数据，熔融指数的平均预报误差在10％以内，对稳定生产、指导操作、提高产品的优级品率有很大帮助。同时通过实施该模型，产品牌号切换时间减少25％以上。该项技术已经实现产业化，而且已经获得厂家的实际使用认可，是成熟的生产技术。效益分析：该软件投运后可以在线指导操作，提高了聚丙烯产品的质量，减少了过渡料，为今后的优化控制奠定了基础。同时可以使操作人员和维护人员对工艺过程、聚合机理有深入的了解，提高操作管理人员的科技素质。对于年产22万吨聚丙烯的塑料厂，通过实施该软件，每年可以增加经济效益180万元左右。合作方式：商谈、转让使用权、合作开发等。