聚乙烯是聚烯烃树脂中产量最大且应用最广泛的产品。气相法Unipol工艺是国内聚乙烯生产中产量最大的工艺,在今后的较长时间内都将在我国聚乙烯生产中扮演重要角色。针对国内大量Unipol工艺聚乙烯生产线,本文应用聚合体系专用流程模拟软件Polymer Plus建立聚乙烯Unipol工艺流程模拟模型,研究工艺运行及其冷凝态操作,采用列队竞争算法(LCA)对整个工艺中影响产品产量的主要操作参数进行优化,消除操作瓶颈增加产能、降低成本,提高企业的经济效益和综合竞争力。为此,本论文的研究工作和研究结论如下:(1)建立了基于Polymer plus的聚乙烯Unipol工艺流程模拟模型。首先,通过对聚乙烯Unipol工艺的分析总结,进行了工艺组分在Polymer plus中识别及工艺流程在Polymer plus中模型化的工作。其次,参考相关文献选定了工艺建模过程中的物性方法及物性参数。最后,本文重点研究以1-丁烯为共聚单体的牌号,选定了13个基元反应描述乙烯聚合动力学过程。同时,确定了乙烯聚合单中心动力学模型、乙烯聚合三中心动力学模型及其动力学参数。(2)将Polymer plus中所建立的工艺流程模型的模拟计算结果与对应牌号数据比对,检验所建立模型的准确性。利用所建立的模型研究了:(a)换热器出口温度对工艺生产的影响;(b)催化剂进料量对工艺生产的影响;(c)氢气和乙烯摩尔之比对产品分子量以及熔融指数的影响;(d)共聚单体1-丁烯和乙烯摩尔之比对产品密度的影响。(e)应用相关的经验公式,拟合出共聚单体1-丁烯和乙烯摩尔之比对产品熔融指数的影响。以上的研究,可以为工业生产的实际操作提供参考。(3)应用所建模型研究了聚乙烯Unipol工艺冷凝态操作。在保持进料温度、进料压力等恒定的情况下,应用模型研究循环气中异戊烷含量和混合器露点、流化床进料液体含量、换热器能耗以及产品产量的关系。同时,应用模型对异戊烷进料位置进行了研究,为工艺优化改造提供参考。上述研究得到如下结论:(a)循环气的露点以及冷凝液含量随着异戊烷含量的增加而增加,为了保证工艺的良好运行异戊烷含量应该控制在11.5%以下;(b)产品产量随着换热器出口温度的降低而增加,但是效果并不显著;(c)换热器的能耗主要与换热器出口温度有关,与异戊烷含量没有直接关系;(d)在保证工艺正常运行的情况下,产品产量随着异戊烷含量的增加而增加;(e)综合分析产量以及对工艺稳定性的影响,对工艺优化改进的时候不建议从异戊烷进料位置入手。(4)搭建了流程模拟软件Polymer Plus与数学软件MATLAB的数据传输平台。应用LCA优化算法对工艺流程进行优化,得到了模型冷凝态操作条件下生产牌号DGM-1810的最大产量为15927.55 kg/hr,比工艺最初设计的产能扩能94.2%。同时,获得了异戊烷含量0.0672,换热器出口温度313.95 K,反应器进料温度313.15 K,催化剂进料3.56 kg/hr这一组优化操作参数,为工艺改造时操作参数的确定以及工艺优化运行提供理论指导。