淤浆法高密度聚乙烯生产过程牌号切换的优化研究

李宏武 范恒 尹龙 王天睿

摘要：当前社会市场当中对聚烯烃产品的需求种类以及需求量都在不断升高，生产厂家需要针对社会市场当中的需求量大小频繁的进行产品牌号的切换操作，将聚烯烃产品的牌号准确的切换到和市场需求量相适应的牌号，以此来保证材料的供应程度。本文针对淤浆法高密度聚乙烯生产过程牌号切换的优化进行了分析和探讨。

关键词：淤浆法；高密度聚乙烯；牌号切换

通过对乙烯淤浆聚合生产工艺作为研究对象，重点研究了连续聚合生产过程当中高密度聚乙烯牌号切换的相关问题，通过动态研究的原理和研究方法，有效得到了牌号切换工作当中各个产品的性能以及在每一个操作过程当中的变量优化，为高密度聚乙烯的生产提供出科学的指导。在高密度聚乙烯的生产流程当中，需要针对乙烯二元聚合的反应原理进行详细的分析，同时还需要对产品生产过程当中的质量结构和模型进行建立，有效提出了高密度聚乙烯产品在生产预测工作当中的优化模型。针对牌号的切换以及模型参数实施了针对性分析，为高密度乙烯牌号的切换工作提供出了有效的依据和保障，进而对高密度聚乙烯在生产工作当中的牌号切换工作的优化提供出了充分的理论依据。

1.高密度聚乙烯的生产工作当中存在的问题

在高密度聚乙烯的生产工作当中，对牌号的切换工作主要存在两个方面的问题：第一是切换的时间，第二是切换过程当中产生的废料处理。当前社会当中大部分的厂家在高密度聚乙烯的牌号切换方式上，主要是依照个别工作人员的工作经验，通过操作变量控制的方式来有效达到材料过程牌号切换的目的。在实际的操作过程当中牌号切换的时间相对较长，同时在切换过程当中会产生大量的剩余材料，这些剩余材料一部分被使用在低价格出售领域，另一部分在材料质量符合标准的前提下，参入到了合格产品当中进行生产，这种材料的处理方式不当浪费了原材料价值，同时还提高了企业的生产成本，造成产品质量下降对生产单位的长远稳定发展形成了不良的影响。因此，相关工作人员提出了牌号切换过程当中需要充分考虑的经济影响因素，针对高密度聚乙烯生产过程当中的牌号的切换过程，需要最大限度上降低废料的产生量，同时保证排好计划过程当中的安全影响问题，有效的降低反应过程当中的生产速率在。低生产速率条件下来进行牌号的切换工作，得到切换工作完全稳定之后，再将整个生产速率慢慢提升到标准的生产速率标准上，通过这种方式可以有效的降低，在牌号切换过程当中产生的材料浪费过多的问题。这种操作伴随而来的是企业产品正常生产周期的降低，同时会产生大量的过度废材，人力和物力资源受到了严重的浪费，对此聚烯烃在实际的生产工作当中，需要针对牌号的切换问题进行详细的分析和研究，不断的提高牌号切换工作的理论价值，同时对工业生产过程和控制实施有效的优化。

2.牌号切换过程中的操作控制

高密度聚乙烯的生產流程当中，针对牌号切换工作主要涵盖了三个重要构成部分：第一部分是产品质量模型的建立，因为在牌号的切换工作当中属于一种实时性控制工作流程，在牌号切换流程当中，需要针对高密度聚乙烯产品的性能指标进行有效的控制和掌握，通过这种方式有效的保证牌号切换过程当中的质量控制。第二部分作为操作变量，如上文所述在材料牌号的切换过程当中，主要的实现目标是如何降低材料废料的产生量，并且以此作为基础，在牌号的切换工作当中，对其中的操作变量和生产出来的产品性能指标进行有效的优化。第三部分是生产操作当中的控制工作，在牌号切换目标和变量轨迹完全确定之后，通过在线和离线检测操作顺利切换操作流程，保证整个牌号切换流程的安全性和可靠性。

3.高密度聚乙烯生产过程牌号切换的优化

国外相关研究人员针对气象流化床反应器的牌号切换，工作进行了详细的分析和研究，通过数据计算和牌号切换控制有效进行结合，并且引入了混合整数动态优化的研究模式，在目标函数的基础之上，向操作控制变量当中加入了影响因素的影响分析。在进行优化工作当中，需要针对高密度聚乙烯生产过程中产生的材料牌号，以及在材料生产工作当中产生的不同控制类型进行充分考虑。通过数据分析可以看出，在使用可控制变化结构的切换过程当中，其中高密度聚乙烯在生产的指标指数上所达到的消耗量，又远远小于固定和控制结构当中所需要消耗的牌号切换时间。

另外一位研究人员针对工业流化床体系的研究，提出了聚乙烯产品在进行牌号切换过程当中所产生的差异性，他重点提出的初始牌号和目标牌号，在切换过程当中所产生的性质差异在整体的生产条件不同，气相构成上也存在比较明显的不同。因此，在进行牌号的切换工作当中，可以采用连续性切换的方法，如果使用连续性切换过程中温度变化幅度较大，甚至可能超过产品的最大重点，那么在实际的牌号切换工作当中，需要针对催化剂和换热器当中的冷凝水速率来进行控制，防止在牌号的切换工作当中产生明显的振动。除此之外，因为两种不同的牌号在性质本身上差距比较明显，通过连续控制牌号的性质和要求所需要的周期较长，在初期进行牌号的切换和控制，那么会造成整个反应器当中的反应条件无法达到正常的生产标准。

针对高密度聚乙烯生产过程当中牌号切换的优化工作，主要包含了生产过程当中的线性优化和非线性优化等，在优化问题的构成方面，通常包含了以下几个方面，第一，对定义系统的边界加以明确，充分明确生产过程当中系统工作的具体范围，将系统工作的范围和环境范围进行区分，这样可以方便后续的数据分析。复杂的系统分割成若干个子系统，然后对子系统进行分开处理；第二，制定出产品优化目标有效的判断，据悉在生产过程当中，牌号切换的设计标准以及生产出来产品的优劣标准，将其称为产品优化的目标，又称之为产品性能指标。在聚乙烯产品的某项性能指标的最大值或者是最小值上称之为单体目标优化，其中多项目标优化重点，考虑产品生产出来之后所产生的目标矛盾，对这些产品生产过程当中产生的矛盾问题进行彻底的优化，实现了各个方面的性能均衡，保证整个生产和牌号切换工作的方案得到顺利进行。第三，通过动态规划的方式是一项有效的优化方案，通过这种方式可以为研究人员提供出问题解决的方向，其中并没有非常复杂的计算步骤，通过动态规划的方式，对聚乙烯生产过程当中的牌号切换问题进行了有效解决，可以将其看成是一个多阶段相结合的生产过程，也就是建立起动态规划模型。计算的方式和步骤上，主要通过多阶段决策共同决定，其中多阶段决策过程可以依照不同的生产时间和空间来进行划分，对某些时间和空间当中的相关问题进行人为性的阶段划分，保证整个聚乙烯产品生产过程牌号切换的有效性。

4.结束语：

通过对淤浆法高密度聚乙烯生产过程牌号切换的优化策略的研究和分析，从中可以看出在进行牌号的切换工作当中，需要充分保证切换过程中残余材料的产生量，并且需要充分保证牌号切换过程中聚乙烯产品的质量符合标准。

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（作者单位：中国石油四川石化有限责任公司）