[发明专利]用于监测和控制聚合反应的系统和方法

说明书

提供使用聚合反应过程的主动控制的ACOMP系统的手动和自动方法和设备。可以建立一种或多种反应和聚合物特征的理想的期望轨迹，以利用来自聚合反应过程的特定特征来产生期望的最终聚合物产品。聚合反应过程的当前反应轨迹可以被驱动到理想或期望的反应轨迹。在手动实施例中，操作者可以使用ACOMP数据来调节过程变量，以便将当前反应轨迹驱动到理想或期望的反应轨迹。在自动化模式中，控制程序可以使用ACOMP数据来调节过程变量，以便从经验上或通过求解聚合反应过程的控制方程尽可能接近地将聚合反应过程推向期望的轨迹。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年10月1日提交的美国临时申请第62/058545号的权益，该临时申请其内容(包括其中所引用的任何参考文献)通过引用并入本文。

政府许可权

本发明是利用由美国能源部授予的合同编号DE-EE0005776的政府资助做出的。该政府对本发明有一定的权利。

技术领域

本申请的主题涉及用于监测和控制聚合反应的系统和方法。

背景技术

存在大量用于控制涉及小分子(诸如原料石油材料(例如烯烃、烷烃、环状化合物、蜡等)、药剂、盐以及其它类似的小分子)的化学反应和过程的文献和广泛的实践操作领域。因为聚合物性能甚至离线时在测量方面也固有地具有挑战性，在聚合物领域，反应和过程控制的目标更加难以实现。例如，涉及在聚合反应中的反应和处理介质通常是粘稠的、浑浊的、不均匀的或它们的组合。此外，所产生的聚合物种群可以具有广泛的性能变异，诸如可变动分子量分布、支化量和交联度、共单体成分、构象和其它特性。尽管如此，在理论(如z变换方法和时刻方法)和实验两方面在本领域中都仍然有丰富的工作，但是就聚合物分子量、固有粘度、共聚单体成分漂移以及其它特性而言，还没有一项工作已经具有了对聚合物反应和过程性能的连续在线测量的可用性。关于z变换方法和时刻方法的理论工作的示例，请参见Reed，W.F.和Alb，A.M.的“Monitoring Polymerization Reactions,FromFundamentals to Applications(监测聚合反应，从基础到应用)”的第16-18章(Wiley出版社，2014年)；和Dotson等人的“Polymerization Process Modelling(聚合过程建模)”(VCH出版社，纽约，1996年)。