مقایسه عملکرد دو فرایند صنعتی برای تولید گریدهای مختلف پلی‌استایرن

در این تحقیق، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی دو فرایند صنعتی تولید پلی استایرن به روش توده‌ای به منظور مقایسه عملکرد این فرایندها انجام شده است. در فرایند صنعتی اول، پیش پلیمریزاسیون در دو راکتور پیوسته همزن‌دار به طور موازی انجام می‌شود و سپس در یک راکتور لوله‌ای ادامه می‌یابد. راکتور لوله‌ای توسط ژاکت‌های بیرونی و لوله‌های داخلی به شش ناحیه دمایی مساوی تقسیم شده است. فرایند دوم نیز شامل یک راکتور پیوسته همزن‌دار خود سرد کننده برای پیش پلیمریزاسیون و یک راکتور لوله‌ای برای تکمیل پلیمریزاسیون است. در این فرایند نیز راکتور لوله‌ای توسط ژاکت‌های کنترل کننده دما به سه بخش تقسیم می‌شود. سینتیک و فرضیات به کار برده شده در مدل‌سازی این فرایندها یکسان است. مدل‌های ارائه شده برای هر فرایند، قادر به پیش‌بینی متوسط‌های عددی و وزنی وزن مولکولی، شاخص پراکندگی، درجه تبدیل منومر و دما برای محصول خروجی از راکتورهای پیوسته همزن‌دار و لوله‌ای هستند. به منظور حداکثر کردن درجه تبدیل، حداقل کردن شاخص پراکندگی و رساندن متوسط عددی وزن مولکولی به یک مقدار تجاری، بهینه‌سازی به کمک روش الگوریتم ژنتیک بر روی دمای راکتورها در هر فرایند انجام شد. نتایج شبیه‌سازی و بهینه‌سازی نشان می‌دهد که فرایند اول با تغییر شرایط عملیاتی دمایی تنها قادر به تولید پلیمری با وزن مولکولی بالا و توزیع وزن مولکولی پهن است، در حالی که فرایند دوم قادر به تولید گریدهای متفاوتی از پلی‌استایرن است