Моделирование непрерывного процесса свободно-радикальной сополимеризации бутадиена со стиролом методом Монте-Карло


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2016-2-210-217

Полный текст:


Аннотация

В статье предложен алгоритм моделирования непрерывного процесса низкотемпературной свободно-радикальной сополимеризации бутадиена со стиролом в эмульсии, основанный на методе Монте-Карло. Этот процесс лежит в основе промышленного производства бутадиен-стирольного синтетического каучука, который является наиболее распространённым крупнотоннажным каучуком общего назначения. В основе алгоритма моделирования лежит имитация роста каждой макромолекулы образующегося сополимера и отслеживание происходящих с ней процессов. Моделирование осуществляется с учётом распределения по времени пребывания частиц в системе, что даёт возможность исследовать процесс, протекающий в батарее последовательно соединённых полимеризаторов. При этом каждый полимеризатор представляет собой реактор идеального смешения непрерывного действия. Так как процесс является непрерывным, то при моделировании учтено постоянное добавление порции реакционной смеси в первый реактор каскада. Построенная модель позволяет исследовать молекулярно-массовые и вязкостные характеристики образующегося продукта сополимеризации, прогнозировать массовое содержание бутадиена и стирола в сополимере, проводить расчёт молекулярно-массового распределения получаемого продукта в любой момент времени ведения процесса. По результатам проведённых вычислительных экспериментов проведён анализ влияния режима, вводимого во время ведения процесса регулятора на изменение характеристик образующегося бутадиен-стирольного сополимера. Так как рассматриваемый процесс проходит с участием мономеров двух типов, то помимо перечисленного модель позволяет исследовать композиционную неоднородность получаемого продукта, то есть проводить расчёт композиционного распределения и распределения макромолекул по размеру и составу. На основе предложенного алгоритма создано программное средство, позволяющее отслеживать изменение характеристик образующегося продукта в динамике.

Об авторах

Т. А. Михайлова
Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета
Россия

аспирант, кафедра математического моделирования, 

проспект Ленина, 49, г. Стерлитамак, 453103



Э. Н. Мифтахов
Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т, филиал в г. Ишимбае
Россия

к. ф.-м. н., доцент, кафедра физики и математики,

Губкина, 15, г. Ишимбай, 453213



И. Ш. Насыров
ОАО «Синтез-Каучук»
Россия

к. х. н., зам. ген. директора по развитию (науке), 

ул. Техническая, 14, г. Стерлитамак, 453110



С. А. Мустафина
Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета
Россия

д. ф.-м. н., профессор, кафедра математического моделирования,

проспект Ленина, 49, г. Стерлитамак, 453103



Список литературы

1. Mustafina S., Mikhailova T., Miftakhov E. Mathematical Study of the butadiene-styrene copolymerization product by the Monte-Carlo method // International journal of chemical sciences. 2015. № 13(2). P. 849–856.

2. Khapre A., Rajavathsavai D., Munshi B. Study on residence time distribution of CSTR using CFD // Indian Journal of Chemical technology. 2016. № 23. P. 114–120.

3. Rawlings J.B., Ekerdt J.G. Chemical Reactor Analysis and Design Fundamentals. Madison: Nob Hill Publishing, 2002. 609 p.

4. Михайлова Т.А., Григорьев И.В., Мустафина С.А. Исследование синтеза бутадиен-стирольного сополимера на основе метода Монте-Карло с учётом распределения по времени пребывания // Фундаментальные исследования. 2015. № 5–3. С. 517–520.

5. Прокопов Н.И., Гервальд А.Ю. и др. Практикум по дисциплине «Методы исследования полимеров». М.: МИТХТ , 2013. 150 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Михайлова Т.А., Мифтахов Э.Н., Насыров И.Ш., Мустафина С.А. Моделирование непрерывного процесса свободно-радикальной сополимеризации бутадиена со стиролом методом Монте-Карло. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2016;(2):210-217. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2016-2-210-217

For citation: Mikhailova T.A., Miftakhov E.N., Nasyrov I.S., Mustafina S.A. Modeling of continuous free-radical butadiene-styrene copolymerization process by the Monte Carlo method. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2016;(2):210-217. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2016-2-210-217

Просмотров: 249

Обратные ссылки

  • »


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)