تا این جا تأثیر اغتشاشات مورد نظر بر روی پارامترهای تحت کنترل راکتور بررسی گردید. پارامترهای دیگری که با این مدل قابل بررسی هستند خصوصیات پلیمر تولیدی است. از جمله ی این خواص که در اینجا مورد بررسی قرار می گیرد وزن مولکولی پلیمر است. برای این کار یک اغتشاش پله ای %۲۰ در دمای آب خنک کننده وارد می کنیم. نمودارهای۷-۲۷ و ۷-۲۸ تغییرات وزن مولکولی را در اثر این اغتشاش نشان می دهد. با افزایش دمای راکتور شاهد کاهش وزن مولکولی پلیمر تولید شده هستیم که پس از مدتی و با کنترل دمای راکتور به مقدار قبلی خود باز می گردد.

شکل ۷-۲۷- اثر یک تغییر پله ای %۲۰ در دمای آب خنک کننده ی ورودی به مبدل بر روی وزن مولکولی پلیمر خروجی راکتور اول
شکل ۷-۲۸- اثر یک تغییر پله ای %۲۰ در دمای آب خنک کننده ی ورودی به مبدل بر روی وزن مولکولی پلیمر خروجی راکتور دوم
۷-۶- نتیجه گیری و پیشنهادات
در این تحقیق راکتورهای سری تولید پلی اتیلن از واحد پلیمریزاسیون پتروشیمی جم شبیه سازی شده است. همان گونه که نشان داده شد، در این مدل وجود دو قطب در سمت رایت محور موهومی نشان دهنده ی ناپایداری فرایند در حالت حلقه باز بوده که این مورد خود یک ضرورت برای طراحی یک سیستم کنترل جهت پایداری فرایند می باشد و همان طور که ثابت شد، پس از اعمال چهار کنترلر پسخور منفی برای دما و سطح هر راکتور، این سیستم به پایداری رسید. در زمینه ی بررسی اغتشاشات فرایند ملاحظه گردید که مهمترین پارامتر در تغییرات دمای راکتورها، دمای آب خنک کننده ی ورودی به مبدل و مهمترین پارامتر در تغییرات سطح راکتورها، شدت جریان مونومرهای ورودی است. همچنین نشان داده شد که این سیستم کنترلی در دفع اغتشاشات در زمان مناسب و رسانیدن متفیرهای کنترل شونده به مقدار مقرر عملکرد مطلوبی دارد.
در اینجا می توان پیشنهاداتی برای بررسی هرچه بیشتر فرایند پیشنهاد شده ارائه کرد:
مدل کردن راکتورها به صورت معادلات راکتورهای بستر سیال با بازنویسی معادلات موازنه ی جرم و انرژی هر راکتور برای فاز امولسیون و فاز حباب و بررسی رفتار دینامیک مدل حاصل با مقایسه با مدل همگن.
ارتقای مدل سینتیکی کوپلیمریزاسیون به یک مدل با پنج سایت فعال جهت دقت بهتر در پیش بینی خصوصیات پلیمر.
بهینه سازی پارامترهای مهم راکتور مثل دما جهت بهینه سازی عملکرد راکتورها.
طراحی یک سیستم کنترلی و بررسی پارامترهای مهم فرایند به هنگام تغییر گرید و به حداقل رساندن تولید محصولات خارج از رده.
منابع
[۱] H.P. Cui, N. Mostoufi, J. Chaouki, Characterization of dynamic gas–solid distribution in fluidized beds, Chem. Eng. J. 79 (2000) 135–۱۴۳٫
[۲] H. Hatzantonis, H. Yiannoulakis, A. Yiagopoulos, C. Kiparissides. Recent developments in modeling gas-phase catalyzed olefin polymerization fluidized-bed reactors: The effect of bubble size variation on the reactor’s performance, Chem. Eng. Science ۵۵(۲۰۰۰) ۳۲۳۷-۳۲۵۹
[۳] J.J.A. Dusseault, C.C. Hsu, MgCl2-supported Ziegler–Natta catalysts for olefin polymerization: basic structure, mechanism, and kinetic behavior, JMS—Rev. Macromol. Chem. Phys. C ۳۳ (۲) (۱۹۹۳) ۱۰۳– ۱۴۵
[۴] G. Dompazis, V. Kanellopoulos, V. Touloupides, C. Kiparissides. Development of a multi-scale, multi-phase, multi-zone dynamic model for the prediction of particle segregation in catalytic olefin polymerization FBRs. Chem. Eng. Science ۶۳(۲۰۰۸) ۴۷۳۵-۴۷۵۳
[۵] Georgios Dompazis, Vassileios Kanellopoulos, Costas Kiparissides. A Multi-Scale Modeling Approach for the Prediction of Molecular and Morphological Properties in Multi-Site Catalyst, Olefin Polymerization Reactors. Macromolecular Materials and Engineering ۲۹۰(۲۰۰۵) ۵۲۵-۵۳۶
[۶] Choi, K. Y., & Ray, W. H. The dynamic behavior of fluidized bed reactors for solid catalyzed gas phase olefin polymerization. Chem. Eng. Science ۴۰ (۱۹۸۵) ۲۲۶۱-۲۲۷۹
[۷] Choi, K. Y., & Ray, W. H. The dynamic behavior of fluidized bed reactors for solid catalyzed gas phase olefin polymerization
[۸] McAuley, K. B., McGergor, J. F., & Hamielec, A. E. A kinetic model for industrial gas-phase ethylene copolymerization. AlChE Journal ۳۶ (۱۹۹۰) ۸۳۷-۸۵۰
[۹] McAuley, K. B., Talbot, J. P., & Harris, T. J. (1994). A comparison of two phase and well-mixed models for fluidized bed polyethylene reactor. Chem. Eng. Science ۴۹(۱۹۹۴) ۲۰۳۵-۲۰۴۵
[۱۰] F.A.N. Fernandes, L.M.F. Lona, Fluidized-bed reactor and physical–chemical properties modeling for polyethylene production, Comput. Chem. Eng. ۲۳ (۱۹۹۹) S803–S806.
[۱۱] Kiashemshaki, A., Mostoufi, N., Sotudeh-Gharebagh, R., and Pourmahdian, S. Reactor modeling of gas-phase polymerization of ethylene. Chem. Eng. Technol. 27 (2004) 1227-1232.
[۱۲] Alizadeh, M., Mostoufi,N., Pourmahdian, S., and Sotudeh-Gharebagh, R. Modeling of fluidized bed reactor of ethylene polymerization. Chem. Eng. J. 97(. 2004) 27-35.
]۱۳[ بیگلرخانی، مهدی. “شبیه سازی دینامیک راکتور بستر سیال واحد پلی اتیلن سبک خطی"، پایان نامه کارشناسی ارشد،دانشکده نفت، گاز و پتروشیمی، دانشگاه شیراز. (۱۳۹۱)
[۱۴] Dadedo, S.A., Bell, M.L., McLellan, P.J., and McAuley, K.B.. Temperature control of industrial gas-phase polyethylene reactors. J. Process Control ۷(۱۹۹۷) ۸۳-۹۵٫
[۱۵] Ali, E., K. Alhumaizi and A. Ajbar “Multivariable Control of a Simulated Industrial Gas-Phase Polyethylene Reactor”, Ind. Eng. Chem. Res., 42(2003) 2349-2364.
[۱۶] Seki, H., Ogawa, M., and Oshima, M. PID temperature control of an unstable gas-phase polyolefin reactor. J. Chem. Eng. Jpn. 42(2001) 1415-1422.
[۱۷]- McAuley, K.B., MacGregor, J.F., Hamielec, A.E., “A kinetic model for industrial gas-phase ethylene copolymerization”,AIChE J .,۳۶(۱۹۹۰) ۸۳۷-۸۵۰
[۱۸] Ali, E. & K. Alhumaizi, “Advanced control strategy for a chemical polymerization reactor”, ICGST International journal on automatic control and System Engineering, V1, Dec. (2004) 34-55.
[۱۹] Ali, E.; Ajbar, A. Dynamic Modeling and Control of a Fluidized Bed Reactor for the Oxidative Dehydrogenation of Ethylbenzene to Styrene. JKSU, Eng. Sci. 1997 in press.
[۲۰] Chatzidoukas, C., Perkins, J. D., Pistikopoulos, E. N., Kiparissides, C., Optimal Grade Transition and Selection of Closed Loop Controllers in a Gas Phase Olefin Polymerization Fluidized Bed Reactor, Chemical Engineering Science, 58(2003) 3543
[۲۱] Xie, T., McAuley, K. B., Hsu, J. C. C., & Bacon, D. W. Gas phase ethylene polymerization: Production processes, polymer properties and reactor modeling. Ind. Eng. Chem. Res. ۳۳(۱۹۹۴) ۴۴۹-۴۷۹
[۲۲] Xie, T., McAuley, K. B., Hsu, J. C. C., & Bacon, D. W. Modeling molecular weight development of gas-phase a-Olefin copolymerization. AlChE J. ۴۱ (۱۹۹۵) ۱۲۵۱-۱۲۶۵
[۲۳] Chen, C. M.-P. Gas phase olexn copolymerization with Ziegler- Natta catalysts. Diss Abstr. Int.54 (1993) 354
[۲۴] Carvalho de, A. B., Gloor, P. E., & Hamielec, A. E. A kinetic model for heterogeneous Ziegler-Natta copolymerization. Polymer. Polymer J. ۳۰ (۱۹۸۹) ۲۸۰-۲۹۶
[۲۵] Hutchinson, R. A., Chen, C. M., & Ray, W. H. Polymerization of Olefins through heterogeneous catalysis X: Modeling of particle growth and morphology. Journal of Applied Polymer Science, 44 (1992) 1389-1414
[۲۶] Choi, J. H., Son, J. E., & Kim, S. D. Generalized model for bubble size and frequency in gas-fluidized beds. Ind Eng Chem Res ۳۷(۱۹۹۸) ۲۵۵۹–۲۵۶۴,
[۲۷] Yiannoulakis, H., Yiagopoulos, A., Pladis, P., Kiparissides, C. Comprehensive dynamic model for the calculation of the molecular weight and long chain branching distributions in metallocene-catalyzed ethylene polymerization reactors. Macromolecules, 33 (2000), 2757-2766
[۲۸] Wagner, B.E., Park, H., Goeke, G.L., Karol, F.J., 1981. Process for the preparation of high density ethylene polymers in fluid bed reactor. US Patent 4,303,771 (1981), assigned to Union Carbide Corporation
[۲۹] Galvan, R., Tirrell, M. Molecular weight distribution predictions for heterogeneous Ziegler–Natta polymerization using a two-site model. Chemical Engineering Science, 41 (1986) 2385-2393
[۳۰] Ohshima, M., Tanigaki, M., Quality control of polymer production processes, Journal of Process Control ,۱۰ (۲۰۰۰) ۱۳۵ – ۱۴۸
[۳۱] J.B.P.Soares. Mathematical modeling of the microstructure of poly olefins made by coordination polymerization. A review. Chemical Engineering Science, 56(13) (2001) 4131-4153
[۳۲] A.G.Mattos Neto, M.F.Freitas, M.Nele, J.C.Pinto,2001. Modeling Ethylene/1-Butene copolymerization in industrial slurry reactors.
[۳۳] Kyu Yong Choi, Shihua Tang, and Ashuraj Sirohi,. Estimation of Kinetic Parameters in Transition-Metal-Catalyzed Gas-Phase Olefin Copolymerization Process. nd. Eng. Chem. Res., 36 (1997), 1095–۱۱۰۲
[۳۴] Neeraj Prasad Khare. Predictive Modeling of Metal-catalyzed Polyolefin Processes. Ph.D. Thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University (2003)
[۳۵] Y. V. Kissin, Francis M. Mirabella, Craig C. Meverden.,. Multi-center nature of heterogeneous Ziegler-Natta catalysts: TREF confirmation J. Polym. Sci.,Part A: Polym. Chem, 43 (2005) 4351-4362
[۳۶] Achilas, D. S., & Kiparissides, C. Toward the development of a general framework for modeling molecular weight and compositional changes in free-radical copolymerization reactions. J.M.S.-Rev. Macromol. Chetn. Phys., C32(1992), 183-234
[۳۷] Kiashemshaki, A., Mostoufi, N., Sotudeh-Gharebagh, R.. Two-phase modeling of a gas phase polyethylene fluidized bed reactor. Chemical Engineering Science ۶۱ (۲۰۰۶) ۳۹۹۷ – ۴۰۰۶
[۳۸] Hemmingsen, P.V., Phase Equilibria in Polyethylene Systems. Ph.D. Thesis, Norwegian University of Science and Technology Trondheim. (2000)
[۳۹] Ali, E., Al-Humaizi K., Ajbar, A., Multivariable Control of Simulated Industrial Gas Phase Reactor, Ind. Chem. Eng. Res., 42(2003) 2349
[۴۰] Luyben, W. L., Simple Method for Tuning SISO Controllers in a Multivariable System, Ind, Eng. Chem. Proc. Des. Dev., ۲۵(۱۹۸۶). ۶۵۴
[۴۱] Ali, E., Abasaeed, A., Al-Zahrani, S., Optimization and Control of Industrial Gas Phase Polyethylene Reactors, Ind. Chem. Eng. Res., ۳۷(۱۹۹۸) ۳۴۱۴