淤漿法高密度聚乙烯生產過程牌號切換的優化研究

李宏武 范恒 尹龍 王天睿

摘要：當前社會市場當中對聚烯烴產品的需求種類以及需求量都在不斷升高，生產廠家需要針對社會市場當中的需求量大小頻繁的進行產品牌號的切換操作，將聚烯烴產品的牌號準確的切換到和市場需求量相適應的牌號，以此來保證材料的供應程度。本文針對淤漿法高密度聚乙烯生產過程牌號切換的優化進行了分析和探討。

關鍵詞：淤漿法；高密度聚乙烯；牌號切換

通過對乙烯淤漿聚合生產工藝作為研究對象，重點研究了連續聚合生產過程當中高密度聚乙烯牌號切換的相關問題，通過動態研究的原理和研究方法，有效得到了牌號切換工作當中各個產品的性能以及在每一個操作過程當中的變量優化，為高密度聚乙烯的生產提供出科學的指導。在高密度聚乙烯的生產流程當中，需要針對乙烯二元聚合的反應原理進行詳細的分析，同時還需要對產品生產過程當中的質量結構和模型進行建立，有效提出了高密度聚乙烯產品在生產預測工作當中的優化模型。針對牌號的切換以及模型參數實施了針對性分析，為高密度乙烯牌號的切換工作提供出了有效的依據和保障，進而對高密度聚乙烯在生產工作當中的牌號切換工作的優化提供出了充分的理論依據。

1.高密度聚乙烯的生產工作當中存在的問題

在高密度聚乙烯的生產工作當中，對牌號的切換工作主要存在兩個方面的問題：第一是切換的時間，第二是切換過程當中產生的廢料處理。當前社會當中大部分的廠家在高密度聚乙烯的牌號切換方式上，主要是依照個別工作人員的工作經驗，通過操作變量控制的方式來有效達到材料過程牌號切換的目的。在實際的操作過程當中牌號切換的時間相對較長，同時在切換過程當中會產生大量的剩余材料，這些剩余材料一部分被使用在低價格出售領域，另一部分在材料質量符合標準的前提下，參入到了合格產品當中進行生產，這種材料的處理方式不當浪費了原材料價值，同時還提高了企業的生產成本，造成產品質量下降對生產單位的長遠穩定發展形成了不良的影響。因此，相關工作人員提出了牌號切換過程當中需要充分考慮的經濟影響因素，針對高密度聚乙烯生產過程當中的牌號的切換過程，需要最大限度上降低廢料的產生量，同時保證排好計劃過程當中的安全影響問題，有效的降低反應過程當中的生產速率在。低生產速率條件下來進行牌號的切換工作，得到切換工作完全穩定之后，再將整個生產速率慢慢提升到標準的生產速率標準上，通過這種方式可以有效的降低，在牌號切換過程當中產生的材料浪費過多的問題。這種操作伴隨而來的是企業產品正常生產周期的降低，同時會產生大量的過度廢材，人力和物力資源受到了嚴重的浪費，對此聚烯烴在實際的生產工作當中，需要針對牌號的切換問題進行詳細的分析和研究，不斷的提高牌號切換工作的理論價值，同時對工業生產過程和控制實施有效的優化。

2.牌號切換過程中的操作控制

高密度聚乙烯的生產流程當中，針對牌號切換工作主要涵蓋了三個重要構成部分：第一部分是產品質量模型的建立，因為在牌號的切換工作當中屬于一種實時性控制工作流程，在牌號切換流程當中，需要針對高密度聚乙烯產品的性能指標進行有效的控制和掌握，通過這種方式有效的保證牌號切換過程當中的質量控制。第二部分作為操作變量，如上文所述在材料牌號的切換過程當中，主要的實現目標是如何降低材料廢料的產生量，并且以此作為基礎，在牌號的切換工作當中，對其中的操作變量和生產出來的產品性能指標進行有效的優化。第三部分是生產操作當中的控制工作，在牌號切換目標和變量軌跡完全確定之后，通過在線和離線檢測操作順利切換操作流程，保證整個牌號切換流程的安全性和可靠性。

3.高密度聚乙烯生產過程牌號切換的優化

國外相關研究人員針對氣象流化床反應器的牌號切換，工作進行了詳細的分析和研究，通過數據計算和牌號切換控制有效進行結合，并且引入了混合整數動態優化的研究模式，在目標函數的基礎之上，向操作控制變量當中加入了影響因素的影響分析。在進行優化工作當中，需要針對高密度聚乙烯生產過程中產生的材料牌號，以及在材料生產工作當中產生的不同控制類型進行充分考慮。通過數據分析可以看出，在使用可控制變化結構的切換過程當中，其中高密度聚乙烯在生產的指標指數上所達到的消耗量，又遠遠小于固定和控制結構當中所需要消耗的牌號切換時間。

另外一位研究人員針對工業流化床體系的研究，提出了聚乙烯產品在進行牌號切換過程當中所產生的差異性，他重點提出的初始牌號和目標牌號，在切換過程當中所產生的性質差異在整體的生產條件不同，氣相構成上也存在比較明顯的不同。因此，在進行牌號的切換工作當中，可以采用連續性切換的方法，如果使用連續性切換過程中溫度變化幅度較大，甚至可能超過產品的最大重點，那么在實際的牌號切換工作當中，需要針對催化劑和換熱器當中的冷凝水速率來進行控制，防止在牌號的切換工作當中產生明顯的振動。除此之外，因為兩種不同的牌號在性質本身上差距比較明顯，通過連續控制牌號的性質和要求所需要的周期較長，在初期進行牌號的切換和控制，那么會造成整個反應器當中的反應條件無法達到正常的生產標準。

針對高密度聚乙烯生產過程當中牌號切換的優化工作，主要包含了生產過程當中的線性優化和非線性優化等，在優化問題的構成方面，通常包含了以下幾個方面，第一，對定義系統的邊界加以明確，充分明確生產過程當中系統工作的具體范圍，將系統工作的范圍和環境范圍進行區分，這樣可以方便后續的數據分析。復雜的系統分割成若干個子系統，然后對子系統進行分開處理；第二，制定出產品優化目標有效的判斷，據悉在生產過程當中，牌號切換的設計標準以及生產出來產品的優劣標準，將其稱為產品優化的目標，又稱之為產品性能指標。在聚乙烯產品的某項性能指標的最大值或者是最小值上稱之為單體目標優化，其中多項目標優化重點，考慮產品生產出來之后所產生的目標矛盾，對這些產品生產過程當中產生的矛盾問題進行徹底的優化，實現了各個方面的性能均衡，保證整個生產和牌號切換工作的方案得到順利進行。第三，通過動態規劃的方式是一項有效的優化方案，通過這種方式可以為研究人員提供出問題解決的方向，其中并沒有非常復雜的計算步驟，通過動態規劃的方式，對聚乙烯生產過程當中的牌號切換問題進行了有效解決，可以將其看成是一個多階段相結合的生產過程，也就是建立起動態規劃模型。計算的方式和步驟上，主要通過多階段決策共同決定，其中多階段決策過程可以依照不同的生產時間和空間來進行劃分，對某些時間和空間當中的相關問題進行人為性的階段劃分，保證整個聚乙烯產品生產過程牌號切換的有效性。

4.結束語：

通過對淤漿法高密度聚乙烯生產過程牌號切換的優化策略的研究和分析，從中可以看出在進行牌號的切換工作當中，需要充分保證切換過程中殘余材料的產生量，并且需要充分保證牌號切換過程中聚乙烯產品的質量符合標準。

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（作者單位：中國石油四川石化有限責任公司）