[发明专利]蒙特卡洛模拟预测环管式反应器内自由基共聚的方法

权利要求书

1.一种蒙特卡洛模拟预测环管式反应器内自由基共聚的方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）确定聚合体系中所有的基元反应，从聚合物手册中查出各速率常数的数值，确定各种基元反应的速率常数K_mac，再将所述的所有的基元反应的宏观速率常数K_mac转化为蒙特卡洛模拟的微观反应速率常数K_micro，其中对于一级反应，K_mac=K_micro；对于不同物种之间的二级反应，K_micro=K_mac/(VNa)；对于同一物种之间的二级反应，K_micro=2K_mac/(VNa)，Na为阿伏伽德罗常数，大小为6.02×10²³，V为反应体系的体积；

（2）预设环管式反应器的工艺条件：包括环管式反应器的容积、加入管中反应的不同原料的流量和管内流体的流速；

（3）基于各种基元反应和预设环管式反应器的工艺条件，使用蒙特卡洛算法，建立自由基共聚反应的算法，其动力学的蒙特卡洛模拟步骤为：

（a）输入步骤（1）中所有基元反应的微观速率常数，将时间t设定为0；

（b）将环管分为n个单元，计算每个单元的容积、并计算每个单元内的所有种类的化学物种的分子个数，和各种基元反应的速率以及速率加和，计算各反应概率和各单元反应的总概率；

（c）产生两个单位区间内均匀分布的随机数，判断下一步反应位于哪一单元；

（d）产生两个单位区间内均匀分布的随机数，判断下一步将发生何种反应，相应的调整反应所涉及的化学物种的分子个数，计算时间间隔，累加到时间t上去；

（e）根据步骤（2）中的所述的预设的环管式反应器的工艺条件，在设定的时间点上加入一定比例的原料改变相应的化学物种的分子个数，并根据流速计算因为流动而改变的化学物种的分子个数； 

（f）多次重复步骤（b）（c）（d）（e），即可得到各化学物种随时间的变化情况；将所述化学物种的变化分别记录在不同数组中，并进行统计，得到模拟结果；

其中步骤（3）中所述化学物种为引发剂、单体、进入共聚物的单体和共聚物；步骤（f）中所述将所述化学物种的变化记录在不同数组中，即将各种单体分子的个数，引发剂分子的个数，各种链自由基的个数，各种链自由基的长度，共聚物中不同单体的链段的长度，聚合物的分子量分别储存到相应的数组里，其中各个链自由基都用下述四个参数：标号、链长、自由基种类和链段分布来标记；

（4）对步骤（3）得到的模拟结果进行统计，得到序列分布随时间变化的曲线；

（5）根据得到的序列分布结果考察预设的环管式反应器的工艺条件的合理性，重新设定工艺条件，重复步骤（3）、（4）直到得到满意的序列分布结果和相对应的分批加料的工艺条件，将这个工艺条件应用于共聚反应的试验中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中，对模拟结果进行统计，其具体方法如下：

（a）通过跟踪统计所有单体的变化推导出环管式反应器的工艺条件对反应体系的动力学的影响；

（b）通过跟踪统计已经进入共聚物的单体的变化推导出环管式反应器的工艺条件对共聚物组成的影响；

（c）通过跟踪统计每个聚合物链长所有的链段长度推导出环管式反应器的工艺条件对共聚物链段序列分布的影响。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法应用于三元或以上聚合反应中。