[发明专利]淤浆法聚乙烯装置非线性和线性多变量控制方法

权利要求书

1.淤浆法聚乙烯装置非线性和线性的多变量控制方法，其特征是由非线性的质量控制和线性的浓度控制两层控制，二者采用了串级控制的结构；其中，非线性的质量控制部分是上层的主控制部分，线性的浓度控制部分是下层的副控制部分。

2.根据权利要求1所述的淤浆法聚乙烯装置非线性和线性的多变量控制方法，其特征是质量控制部分是根据生产的不同牌号，通过调整氢气乙烯比，对产品的熔融指数进行控制；熔融指数与氢气乙烯比近乎成指数的关系，氢气乙烯比增高，反应生成的浆料熔融指数增高；反之则降低；熔融指数的目标值由操作员输入或者通过配方管理系统自动下载；在产品牌号切换后，质量控制部分会获得新的目标值，然后设定相应的氢气乙烯比的目标值，来调整氢气以尽可能快地到达新的目标值；在必要的时候可以关掉质量控制部分，浓度控制部分可以单独运行；

而浓度控制部分是通过调整反应釜的乙烯、氢气、共聚单体、母液、新鲜己烷和催化剂的流量，对反应釜的氢气乙烯比、混合比、浆液浓度和压力进行控制；具体说来，浓度控制分为以下几个部分：

·氢气乙烯比的控制

影响氢气乙烯比的变量有：乙烯进料、氢气进料、催化剂流量和放空阀的开度；

在浓度控制中，氢气乙烯比的设定值由质量控制部分或操作员根据当前熔融指数给出；其中，氢气进料和放空阀开度在控制器中为操作变量，催化剂流量和乙烯进料作为前馈干扰变量；由于考虑到了乙烯和催化剂流量变化对氢气乙烯比的影响，浓度控制部分会及时调节氢气的流量以维持氢气乙烯比在所需要的目标值，尽量不开放空阀；

·压力控制

将催化剂进料作为调节釜压和乙烯分压的主要手段：如果压力过低即聚合釜内乙烯分压过低时，可适当减少聚合釜的主催化剂进料；如果压力过高即聚合釜内乙烯分压过高时，适当增加聚合釜的主催化剂进料；另外，乙烯进料、氢气进料和放空阀开度作为前馈干扰变量；

·进料比控制

浓度控制器会根据乙烯进料的变化，调节共聚单体的流量，将共聚单体进料比维持在密度调节所需要的目标值；

乙烯和催化剂的进料比由操作员按照不同的产品设定；

·浆液浓度控制

淤浆浓度升高，聚合釜单位体积产量增加。然而，如果淤浆浓度升得过高，将会使产率降低；因此，淤浆浓度通常设定为300～350克PE/升己烷；在正常生产时，通常随着乙烯进料的变化而改变新鲜溶剂和母液进料以维持稳定的浆液浓度；出于节能降耗的考虑，一般会尽量增加母液的返回量，同时减少新鲜己烷的进料。但由于母液中含有低聚物，如果没有新鲜己烷的加入，釜内的低聚物将会积累从而增加浆液的粘度，进而影响到液相的传质，影响到聚合反应。因此必须控制母液的加入量，同时加入一定量的新鲜己烷以控制低聚物的积累；母液的返回率上限一般设为80％左右；

·闪蒸罐液位和离心机电流

闪蒸罐液位是一个典型的积分变量；它有多个输入而只有一个输出；输入分别是两釜的乙烯进料、己烷和母液进料；输出是液位控制阀；通常，液位控制回路是打开的，阀门开度由人工调节以避免冲击离心机；所以需要阀门输出作为一个操作变量，同时控制液位和离心机电流。