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外文翻译

广西科技大学

毕业设计外文翻译

中文名称不同原料在高效串联反应器中合成丁二烯橡胶

英文名称EFFICIENTREGIMESOFBUTADIENERUBBERSYNTHESIS

ONSEPARATESUPPLYOFFEEDSTOCKTOCASCADEREACTORS

系别生化学院

专业化学工程与工艺

班级化工092班

学号200900601060

姓名陈启杰

指导教师柯勇

二0一三年四月二十日

不同原料在高效串联反应器中合成丁二烯橡胶

摘要：

在含钕的催化体系的基础上用数学模拟的方法使丁二烯橡胶合成在串联反应器中连续操作得以实现。

得到了大分子聚合物合成分支的特性表达式。

高效流动的橡胶合成物分开投入到串联反应器中，在没有失去决定串联溶剂的基础上允许其中一种得到橡胶的特定参数。

关键词：

丁二烯橡胶，聚合物分子量特点，串联反应器，数学模拟

引言

在丁二烯聚合反应的过程中，维持最佳流动及在含钕催化剂的作用下，允许满足高相对分子质量的橡胶的含量达99％，并具有高线性度的大分子的顺式链。

然而，这就导致橡胶的冷流动也就是在轻微的负重下其形状的改变。

因此，更重要的是依赖于数学模型的发展模拟原物质的聚合的过程，这个过程可能使计算分子量分布（随钻测量）和大分子聚合物的分支特点成为可能，以至于能够建立依赖它的质量对操作条件的工艺过程与目标的优化和创建一个系统来预测这个聚合结果。

在这一点上，定向调查丁二烯极化过程所执行的一个数学模型,包括参数的说明过程（催化系统组件的关系,催化剂和单体的浓度,技术的过程,真实温度体制）和分子量分布得到的结果。

在文献中,钕包含的催化体系在大分子的聚丁二烯的分支基础上影响了聚合反应的条件和催化剂的组成。

实验证明,丁二烯浓度在反应介质“镧系元素”分子链的分支中与聚丁二烯线性增加。

然而,分支的依赖性和橡胶单体浓度的聚散性是很难一致性的。

钕橡胶的分散性系数在于不同的范围会有很大的不同,而这取决于所选择的相关的催化系统体系,催化剂和单体的浓度,聚合温度以及其他参数的工艺流程。

在橡胶冷流量的减少中，有必要将说明其聚合物的分散性的改变是无关紧要的。

在这一点上,问题的控制和最终产品特点的预测是在目前数学模型的基础上解决的。

在目前的工作中，建模过程中得到的综合丁二烯橡胶在钕系催化体系（SKDN）的基础上与单独供应到串联反应器中的原料是分开的。

物料从一个反应器流到另一个反应器，额外的原料从第二个容器的入口加入，而不是按照规定从第一个装置单独的流入。

试剂单独加入到反应器中是一个有名的技术，而不是之前在化工工艺中频繁的加入进去，额外的物料加入到串联反应器中以保持反应器物料平衡和热量平衡。

此外,部分原料的加入和其他试剂使得橡胶在钕催化剂系统上,反应过程中的物料前期属性是无法实现的。

图1：

含钕催化系统中物料分开加入到串联反应器中的丁二烯聚合技术过程

在含钕催化系统的基础上丁二烯聚合的持续过程被认为是一连串的三个理想混合反应堆体积V。

用数学描述聚合物在串联反应器中的反应过程。

对聚合反应的数学描述，让原料的初始流量被供给到第一个反应器中流率为最大值，初始单体浓度为M0,1（图1）的串联体积。

第一个反应堆器的单体浓度的计算公式不允许更改，并保持一个不变标准的单一原料流入第一级串联反应器中，然后相继的从一个反应器流到下一个反应器中：

考虑到第一装置的时间为Vmix⁄τ1=V,1，我们得到

由于过程稳定，等式

（1）可以写为单体转换x1作为

这里

让原料以外的流量以Vad2的速度流动，并且单体在Mad的浓度下以流动的方式进入到第二个反应器中。

然后,单体流量第二反应器将有等式

或者

这里

当反应过程平稳时，等式（3）可以改写为在第二个反应器单体转化率

这里

根据定义，

其后，整个反应进入到第三个容器里。

这个方程的单体平衡的形式为

或者

单体转化率的表达式在第三反应器的表达等式为

这里

根据定义，

因此，对于单体转换第k个反应器中的级联，我们得到

第一个反应器，级联的有机化合物的物料平衡的计算公式仍然是保持不变：

而对于第二个和第三个反应器都可以采用这种形式

根据已确定的动力方案，我们以长度和宽度为活性中心的大分子浓度写出公式Ri,1（l），其中第一个反应器保持不变：

至于第二个反应堆，这些公式就有了一些变化：

第三个反应堆，大分子的浓度的公式则如下：

同样的道理也可以适用于一部分反应器，而这些反应器是对任意阶梯式反应器的任意补充。

要确定聚合在阶梯式反应堆的过程，除了公式1-12外，由于丁二烯聚合的放热反应，还需要考虑在每一个阶梯式反应器中的温度变化。

这个放热反应制约着整个阶梯式反应堆，并考虑到第二装置的原料供给，第二装置的循环以以下公式进行流动：

在给阶梯式装置中分别补给原料的过程中，系统公式1-12和热量平衡公式13-15的系代表着在SKDN橡胶合成的过程中，在单独为级联装置提供原料一个情况下的数学模型。

获得的大分子浓度的表达式被用于构建功能高分子的分子量分布沿链长度对任何反应堆的级联。

基于已有的关于链长的的分子重量分布的功能，在分子重量分布的过程中的一些参数的影响和最后产品的特点的结论可以得出结论。

在给第二装置串联提供额外的原料的情况下，与SKND综合的过程的常规的技术方案的公式相比，试剂混合浓度的的平衡公式则会改变。

（这些试机是给第一装置提供并不断的渗入到接下来的反应堆的。

因此，在这种情况下，这些表达式是来源于计算这些聚合大分子的分支特点的，如：

A）在阶梯式反应器中每一个聚合大分子的分支数量超过平均数量：

B）在阶梯式反应器中主要链的长度超过平均长度：

C）在阶梯式反应器中次要链的长度超过平均长度：

图2：

反应器的次要分支对于聚合物的重量分数的依赖，a主要链的平均长度b次要链c以及大分子分支的平均数d以及对原料的流通速率Vad,2Vmix,1以及在原料中的单体浓聚物Cmix（a,b）原料流通的比例Vad,2Vmix以及原料的入口温度Tinl（c）原料流通率与附加温度的比例Tad（d）为

d）整个阶梯式反应器的次要链的聚合物的重量分数：

图3：

分伞性参数的依赖性

对于流通速率的比例Vad,2/Vmix,1以及原料的入口温度，流通速率的比例Vad,2⁄Vmix和原料的单体浓度的比例Cmix（b）；流通速率比例Vad,2/Vmix,1和催化络合物的流通速率Gc.c（c）,以及流通比例Vad,2⁄Vmix,1，最后是附加的温度

还有，我们观察了影响过程当中的系统参数，（包括附加的流动参数，比如原料流动的速率及其温度）对综合聚合大分子的分支的特点的影响。

该数值模拟的结果通过图2中呈现出来。

原料的总体流率假设是不变的（Vad,2+Vmix,1=const）；因此，流入第二个反应器的附加流量的增长而流入第一反应器的流量却在减少，试剂的停留时间和温度也在上升。

相对应的，每一个大分子的分支数量（图2d）以及每一个次要分支的聚合物的重量分数（图2a）都在增长。

而主要链（图2b）的平均长度以及次要分支（图2c）减少了。

通过所构造的数学模型（使用分子量分布的计算功能）分析对原料流动速率的影响，更准确来说，是流速比例Vad,2⁄Vmix,1以及成品聚合物的分子量特点的影响，聚合分布性系数是在不同的技术参数的过程中产生的，如（催化复杂性的质量流率，单体浓度，以及在进口处的原料温度和附加流的温度）

表1.体系下获得SKDN橡胶

表2.SKDN橡胶的特点

加入的原料的流通温度和单体浓度以及催化综合体流动速率等体系参数的增长会引起高度的分散性，对完成品的质量会有负面的影响（图3）。

考虑到附加原料流动对分散性系数

的影响，要记住其无关紧要的减少，因为它对第二个装置的温度系统的流动温度会产生影响。

此外，就是多亏对即将加入的原料的流通速率比的影响以及对分散性系数的附加流的分析，才发现，后者的最小价值是在流动比例0.3-0.4之间才能到达的。

更准确来说，在这种条件下，分散性的最小系数是确保橡胶质量的一个决定性因素。

选择有效的橡胶综合分析体系，最优化准则是阶梯式反应器容积作为技术参数过程的一个函数。

正如我们选择原料里单体最优浓度一样，催化复杂的流动速率，进入第一反应器的入口式温度的流动温度以及所增加材料的温度

和接下来的流动比例和附加流动率都可以作为优化参数。

橡胶轮胎在SKND橡胶的基础上来自于最复杂的技术性能的工艺性能，以下对其微观局限性的要求是提前的：

分子质量的平均数值Mn=90–150数量.单元下,多分散性系数

=2.5–3,平均沉降数值Mz〈106和冷流5–15mm⁄h.系统推荐获得指定性能的SKND橡胶列于表1。

在表1条件下获得的SKND橡胶的分子量特性在表二中得到呈现。

根据提出的研究，可以得出结论，在连续操作的反应器中，对SKND合成橡胶分子量的主要影响是第二个反应器中温度的改变而导致原料的增加。

结论：

在一个连续操作的反应器中，SKDN橡胶的合成和增加原料投入时可变参数输入到第二个反应器中的过程已经模拟出来了。

这个模型可以用于大量的带有任意附加原料流入的任意反应器的串联式反应器。

这个方程式存在于计算大分子的SKDN橡胶合成的工作中，以及其分子量的分布也可以用数学描述的方式在连续操作反应器中表现出来，另一种聚合的合成可以用于任意的反应器和技术操作。

此外，该模型允许根据产品和顾客的要求，去计算聚合物产生的额外参数，包括投入到模型中的数学模拟。

提出来的数学模型适用范围很广的参数输入。

这个科学系统的实现和目前现状的推论使其有可能确定SKDN橡胶合成在高效制度下具有指定的复杂属性的实际工业过程。

这项工作的展开得到了来自俄罗斯基础研究基金的经济上的支持，项目编号为09-08-00564-a。