基本介紹
內容簡介,圖書目錄,序言,
內容簡介
《聚合過程模擬與最佳化:基於Polymer Plus》是基於Aspen Tech公司的聚合物流程模擬軟體Polymer Plus來介紹聚合過程的模擬與最佳化的方法。全書共分為八部分。分別是：聚合過程流程模擬總論、Aspen Plus使用初步介紹、聚合物的計算機表示、自由基聚合的模擬、離子聚合的模擬、配位聚合的模擬、逐步聚合的模擬以及附錄。《聚合過程模擬與最佳化:基於Polymer Plus》按聚合反應機理來進行組織，並結合工業大宗高分子樹脂的聚合過程的建模與最佳化過程進行了詳細的說明，對模型的工業套用進行了初步的介紹。《聚合過程模擬與最佳化:基於Polymer Plus》可作為高等院校高分子化工、高分子材料與工程、化學工程與工藝等專業的本科生教材，也可供相關行業的工程技術人員參考。
《聚合過程模擬與最佳化:基於Polymer Plus》：高等學校教材。
圖書目錄
1 緒論
1.1 聚合過程流程模擬簡介
1.2 聚合過程的建模方法
1.3 聚合物流程模擬與最佳化套用實例介紹
1.4 我國開展聚合過程模擬與最佳化的意義
2 Aspen Plus使用初步介紹
2.1 Aspen Plus模擬的一般步驟
2.2 圖形界面
2.3 示例
2.3.1 苯乙烯的生產工藝和流程圖
2.3.2 打開Aspen Plus
2.3.3 選擇運行類型
2.3.4 建立空白模擬檔案
2.3.5 創建流程
2.3.6 規定計算的全局信息
2.3.7 規定組分
2.3.8 選擇物性方法
2.3.9 輸入流股規定
2.3.10 輸入模組規定
2.3.11 運行模型
2.3.12 查看運行結果
2.3.13 模型的驗證與分析
2.3.14 模擬所對應的Input檔案
2.3.15 工程提示
3 聚合物的計算機表示
3.1 聚合物體系的分子組成
3.2 聚合物的鏈段表示
3.2.1 鏈段的基本概念
3.2.2 鏈段的種類
3.2.3 鏈段的命名
3.2.4 鏈段資料庫
3.3 聚合物的結構性質
3.3.1 聚合物的矩
3.3.2 聚合度
3.3.3 平均分子量
3.4 低聚物
3.5 計算舉例
3.6 敏感性分析
4 自由基聚合的模擬
4.1 基本知識
4.2 自由基聚合反應動力學的建模
4.3 凝膠效應
4.4 動力學反應組的定義
4.5 聚合物屬性的計算
4.6 聚苯乙烯的模擬
4.6.1 模型運行和計算結果
4.6.2 模型分析
5 離子聚合的模擬
5.1 離子聚合反應動力學的建模
5.1.1 活性中心生成反應
5.1.2 鏈引發反應
5.1.3 鏈增長反應
5.1.4 締合反應
5.1.5 離子交換反應
5.1.6 活性種電離
5.1.7 鏈轉移反應
5.1.8 鏈終止反應
5.2 離子聚合反應的定義
5.3 離子聚合物屬性的計算
5.4 SBS聚合工序的模擬
5.4.1 SBS簡介
5.4.2 模擬流程
5.4.3 組分與進料
5.4.4 物性和相平衡
5.4.5 聚合動力學
5.4.6 反應器的操作
5.4.7 模型結果和結論
6 配位聚合的模擬
6.1 Z-N聚合的特點
6.2 Z-N聚合動力學簡介
6.3 多活性中心數據解析
6.4 乙烯淤漿聚合熱力學參數的回歸
6.4.1 Sanchez-Lacombe狀態方程
6.4.2 HDPE聚乙烯SL狀態參數的回歸
6.5 聚合物本體物性的計算
6.5.1 液相摩爾體積(密度)的計算
6.5.2 Van Krevelen液相摩爾體積模型
6.5.3 Tait模型
6.5.4 混合物的液相摩爾體積
6.5.5 熔體流動速率(MFR)的預測
6.5.6 Bremnei-Rudin熱塑性塑膠模型
6.5.7 Quaekenbos關係式
6.5.8 用戶的經驗關係式及其實現
6.6 LLDPE的模擬計算
6.6.1 流程和工藝描述
6.6.2 組分
6.6.3 Properties——物性方法
6.6.4 主要單元的操作條件
6.6.5 聚合動力學機理和參數估計方法
6.6.6 單中心反應動力學模型
6.6.7 GPC曲線的解析
6.6.8 多中心反應動力學模型
6.6.9 收斂算法
6.6.10 全流程模擬
6.6.11 數據回顧和一致性檢驗
6.6.12 模型的套用
7 逐步聚合的模擬
7.1 逐步聚合反應動力學機理
7.2 逐步聚合反應動力學建模
7.3 聚合物非隨機二液相活度係數模型(PolyNRTL)
7.4 PET三釜聚合工藝的模擬
7.4.1 生產工藝流程簡介
7.4.2 組分的定義
7.4.3 定義聚合物
7.4.4 定義低聚物
7.4.5 流股數據
7.4.6 單元運算元據
7.4.7 物性和相平衡
7.4.8 聚合動力學
7.4.9 計算結果
7.4.10 產品性質——特性黏度的建模
7.4.11 模型套用
8 附錄
8.1 Segment資料庫中整理的鏈段列表
8.2 模擬文獻
8.2.1 一般性文獻
8.2.2 乳液聚合的文獻
8.2.3 懸浮聚合的文獻
8.2.4 離子聚合的文獻
8.2.5 聚烯烴的文獻
8.2.6 逐步聚合模擬的文獻
8.2.7 聚合物熱力學的文獻
8.2.8 其他
參考文獻
1.1 聚合過程流程模擬簡介
1.2 聚合過程的建模方法
1.3 聚合物流程模擬與最佳化套用實例介紹
1.4 我國開展聚合過程模擬與最佳化的意義
2 Aspen Plus使用初步介紹
2.1 Aspen Plus模擬的一般步驟
2.2 圖形界面
2.3 示例
2.3.1 苯乙烯的生產工藝和流程圖
2.3.2 打開Aspen Plus
2.3.3 選擇運行類型
2.3.4 建立空白模擬檔案
2.3.5 創建流程
2.3.6 規定計算的全局信息
2.3.7 規定組分
2.3.8 選擇物性方法
2.3.9 輸入流股規定
2.3.10 輸入模組規定
2.3.11 運行模型
2.3.12 查看運行結果
2.3.13 模型的驗證與分析
2.3.14 模擬所對應的Input檔案
2.3.15 工程提示
3 聚合物的計算機表示
3.1 聚合物體系的分子組成
3.2 聚合物的鏈段表示
3.2.1 鏈段的基本概念
3.2.2 鏈段的種類
3.2.3 鏈段的命名
3.2.4 鏈段資料庫
3.3 聚合物的結構性質
3.3.1 聚合物的矩
3.3.2 聚合度
3.3.3 平均分子量
3.4 低聚物
3.5 計算舉例
3.6 敏感性分析
4 自由基聚合的模擬
4.1 基本知識
4.2 自由基聚合反應動力學的建模
4.3 凝膠效應
4.4 動力學反應組的定義
4.5 聚合物屬性的計算
4.6 聚苯乙烯的模擬
4.6.1 模型運行和計算結果
4.6.2 模型分析
5 離子聚合的模擬
5.1 離子聚合反應動力學的建模
5.1.1 活性中心生成反應
5.1.2 鏈引發反應
5.1.3 鏈增長反應
5.1.4 締合反應
5.1.5 離子交換反應
5.1.6 活性種電離
5.1.7 鏈轉移反應
5.1.8 鏈終止反應
5.2 離子聚合反應的定義
5.3 離子聚合物屬性的計算
5.4 SBS聚合工序的模擬
5.4.1 SBS簡介
5.4.2 模擬流程
5.4.3 組分與進料
5.4.4 物性和相平衡
5.4.5 聚合動力學
5.4.6 反應器的操作
5.4.7 模型結果和結論
6 配位聚合的模擬
6.1 Z-N聚合的特點
6.2 Z-N聚合動力學簡介
6.3 多活性中心數據解析
6.4 乙烯淤漿聚合熱力學參數的回歸
6.4.1 Sanchez-Lacombe狀態方程
6.4.2 HDPE聚乙烯SL狀態參數的回歸
6.5 聚合物本體物性的計算
6.5.1 液相摩爾體積(密度)的計算
6.5.2 Van Krevelen液相摩爾體積模型
6.5.3 Tait模型
6.5.4 混合物的液相摩爾體積
6.5.5 熔體流動速率(MFR)的預測
6.5.6 Bremnei-Rudin熱塑性塑膠模型
6.5.7 Quaekenbos關係式
6.5.8 用戶的經驗關係式及其實現
6.6 LLDPE的模擬計算
6.6.1 流程和工藝描述
6.6.2 組分
6.6.3 Properties——物性方法
6.6.4 主要單元的操作條件
6.6.5 聚合動力學機理和參數估計方法
6.6.6 單中心反應動力學模型
6.6.7 GPC曲線的解析
6.6.8 多中心反應動力學模型
6.6.9 收斂算法
6.6.10 全流程模擬
6.6.11 數據回顧和一致性檢驗
6.6.12 模型的套用
7 逐步聚合的模擬
7.1 逐步聚合反應動力學機理
7.2 逐步聚合反應動力學建模
7.3 聚合物非隨機二液相活度係數模型(PolyNRTL)
7.4 PET三釜聚合工藝的模擬
7.4.1 生產工藝流程簡介
7.4.2 組分的定義
7.4.3 定義聚合物
7.4.4 定義低聚物
7.4.5 流股數據
7.4.6 單元運算元據
7.4.7 物性和相平衡
7.4.8 聚合動力學
7.4.9 計算結果
7.4.10 產品性質——特性黏度的建模
7.4.11 模型套用
8 附錄
8.1 Segment資料庫中整理的鏈段列表
8.2 模擬文獻
8.2.1 一般性文獻
8.2.2 乳液聚合的文獻
8.2.3 懸浮聚合的文獻
8.2.4 離子聚合的文獻
8.2.5 聚烯烴的文獻
8.2.6 逐步聚合模擬的文獻
8.2.7 聚合物熱力學的文獻
8.2.8 其他
參考文獻
序言
Polymer Plus是Aspen Tech公司在20世紀90年代推出的主要產品之一，是Aspen Teeh公司聚合物工業解決方案的重要組成部分。它提出了一套以鏈段為特徵的聚合物識別方法；能對自由基均相、懸浮及乳液聚合、離子聚合、Ziegler-Natta聚合、縮聚等動力學模擬；包含了一個完善的聚合物、單體、鏈段、官能團的物性資料庫和大量物性及動力學計算模型；可對部分使用性能，如t、熔融流動速率（流動性）進行預測。
本書基於Aspen Tech公司的聚合物流程模擬軟體Polymer Plus，介紹聚合反應動力學機理的建模、相平衡的計算、最終性質的預測以及聚合過程的模擬與最佳化的方法。
本書按聚合反應機理來進行組織，為了讀者學習的方便，在第2章增加了Aspen Plus軟體使用指南；第3章對流程模擬中聚合物的數字表示方法進行了說明，定義了一系列聚合物的結構屬性，並用一個簡單的實例說明了Polymer Plus建模的基本方法和步驟；第4章對Polymer Plus中內置的自由基聚合反應動力學建模進行了詳細的介紹，並用聚苯乙烯的例子加以說明；第5章對離子聚合反應動力學建模進行了介紹，以SBS為例介紹了間歇聚合過程的模擬；第6章對Ziegler-Natta聚合反應動力學進行了介紹，並以乙烯/聚乙烯的相平衡參數求取為例，說明了參數估計方法；以LLDPE的聚合過程為例，詳細說明了Zie-gler-Natta聚合過程中多活性中心的建模方法。此外，還簡單介紹了聚合物最終性質——熔融指數的預測方法；第7章對逐步聚合反應動力學建模進行了簡單介紹，並詳細解析了Pol-ymer Plus中逐步聚合建模的步驟和內在的化學原理。並以聚酯生產的簡化模型為例進行了說明。在建模中，對相平衡計算的活度係數模型進行了簡單介紹，最後再次對特性黏度、熔融指數的預測進行了說明。
本書由北京石油化工學院顧凱、黃繼紅編寫。筆者在Polymer Plus的學習中得到了美國維吉尼亞理工學院暨州立大學化工系劉裔安教授的指導。在學習和教學及工業實踐中，得到了中國石油化工有限公司科技開發部、燕山仿真培訓中心和石化盈科信息技術有限公司的支持，在此表示感謝！
限於筆者業務活動範圍和學識水平，書中必有許多不盡如人意之處，誤漏之處在所難免，敬請讀者不吝賜教和指正。
本書基於Aspen Tech公司的聚合物流程模擬軟體Polymer Plus，介紹聚合反應動力學機理的建模、相平衡的計算、最終性質的預測以及聚合過程的模擬與最佳化的方法。
本書按聚合反應機理來進行組織，為了讀者學習的方便，在第2章增加了Aspen Plus軟體使用指南；第3章對流程模擬中聚合物的數字表示方法進行了說明，定義了一系列聚合物的結構屬性，並用一個簡單的實例說明了Polymer Plus建模的基本方法和步驟；第4章對Polymer Plus中內置的自由基聚合反應動力學建模進行了詳細的介紹，並用聚苯乙烯的例子加以說明；第5章對離子聚合反應動力學建模進行了介紹，以SBS為例介紹了間歇聚合過程的模擬；第6章對Ziegler-Natta聚合反應動力學進行了介紹，並以乙烯/聚乙烯的相平衡參數求取為例，說明了參數估計方法；以LLDPE的聚合過程為例，詳細說明了Zie-gler-Natta聚合過程中多活性中心的建模方法。此外，還簡單介紹了聚合物最終性質——熔融指數的預測方法；第7章對逐步聚合反應動力學建模進行了簡單介紹，並詳細解析了Pol-ymer Plus中逐步聚合建模的步驟和內在的化學原理。並以聚酯生產的簡化模型為例進行了說明。在建模中，對相平衡計算的活度係數模型進行了簡單介紹，最後再次對特性黏度、熔融指數的預測進行了說明。
本書由北京石油化工學院顧凱、黃繼紅編寫。筆者在Polymer Plus的學習中得到了美國維吉尼亞理工學院暨州立大學化工系劉裔安教授的指導。在學習和教學及工業實踐中，得到了中國石油化工有限公司科技開發部、燕山仿真培訓中心和石化盈科信息技術有限公司的支持，在此表示感謝！
限於筆者業務活動範圍和學識水平，書中必有許多不盡如人意之處，誤漏之處在所難免，敬請讀者不吝賜教和指正。
