[发明专利]一种基于先行物性修正项修正挤出机模型对产品熔融指数进行在线监测的方法

说明书

本发明公开了一种基于先行物性修正项修正挤出机模型对产品熔融指数进行在线监测的方法，本发明通过螺杆挤出机电流、挤出模头压力等参数对聚烯烃产品质量进行监测，并使用先行修正项代替产品结构参数随工艺条件的变化修正模型，大大提高模型在监测不同牌号时的监测精度。本发明可以实现对烯烃均聚物和烯烃共聚物正常生产过程中产品质量的在线监测，及时可靠，可以预警产品质量的大幅度变化，为聚烯烃生产造粒工艺的安全稳定生产提供有效监测依据，提高产品质量和工业生产经济效益。

技术领域

本发明涉及聚烯烃生产过程检测领域，具体涉及一种基于先行物性修正项修正挤出机模型对产品熔融指数进行在线监测的方法。

背景技术

在聚合过程中，为了减少低价值过渡料的生成，准确在线监测聚合物产品质量十分重要。大多数工厂中的质量检测中心会对生产出的产品进行化验，实验测量得到产品熔融指数，工程师根据记录的熔融指数对操作参数进行实时调整来保证产品质量稳定。但是由于离线测量存在半个小时到一个小时的延迟，这会导致化验结果无法实时反馈指导生产，尤其是在产品牌号切换过程中，融指变化较快，如果能实时预测得到这个阶段的产品熔融指数，及时调整工艺参数，就能减少低价值过渡料的生成。因此，实现对产品熔融指数的在线监测是十分重要的。

很多研究人员选择建立软测量模型对产品质量进行监测，参考文献1：Chitralekha,S.B.；Shah,S.L.,Application of Support Vector Regression forDeveloping Soft Sensors for Nonlinear Processes.Can J Chem Eng 2010,88(5),696-709.通过支持向量机(SVM)的方法建立的挤出机熔融指数监测模型，但是这些黑箱模型都难以揭示挤出过程的传质、传热的机理，监测熔融指数值的准确性非常依赖于训练集，模型外推性较差。后来的研究人员发现灰箱模型的相对简单性使得该方法非常适合用于在线优化和控制。参考文献：2.McAfee,M.；Thompson,S.,A novel approach to dynamicmodelling of polymer extrusion for improved process control.Proceedings ofthe Institution of Mechanical Engineers,Part I:Journal of Systems and ControlEngineering 2007,221(4),617-628.建立了通过挤出机转速，挤出机温度监测LDPE粘度和挤出机压力的模型，模型简单，而且也不需要对挤出过程有很深入的了解，在很广的操作范围内对产品粘度的监测是极其准确的。参考文献：3.Alleyne,I.R.；Shah,S.L.；Sundararaj,U.；West,B.,Development of an Extruder Based Melt Index SoftSensor.IFAC Proceedings Volumes 2006,39(2),463-468.利用挤出机数据通过数值拟合的方法建立了一个经验模型监测乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)生产工艺的熔融指数。该模型将EVA熔融指数与挤出机压力，挤出机转速、筒体温度相关联，采用非线性最小二乘法(NLS)进行回归，经过多次迭代，拟合模型系数，建立了关联式，模型实现了对挤出机除蜡过程中熔体熔融指数的准确监测。

发明人在实现本发明实施例的过程中，发现背景技术中存在着以下缺陷：

截至目前，已经提出的工业上熔融指数的测量方法，基本上是基于大量的挤出机数据的回归、拟合处理，并没有考虑到不同牌号产品自身分子结构的变化对操作参数之间关系的影响，因此，模型监测过程中精度不高且稳定性不强，全局监测性能欠佳，对实际生产过程监测存在着一定的偏差。

发明内容

为了克服现有聚烯烃熔融指数软测量模型在牌号切换过程中模型监测精度不足，本发明提出了一种基于先行物性修正项修正挤出机模型对产品熔融指数进行在线监测的方法。

为解决上述技术难题，本发明的技术方案是：