Modelling of the industrial LDPE-synthesis for the tail-end reactor technology

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Die vorliegende Arbeit behandelt die modellgestützte Untersuchung eines industriellen Mehrzonenautoklaven in Kombination mit einem nachgeschalteten Rohrreaktor. Das beschriebene Reaktorsystem wird auf die Hochdruckpolymerisation von Ethen angewendet. Eine solche Erweiterung eines Autoklavenreaktors ist auch als Tail-End Rohrreaktor bekannt und wird im Rahmen der industriellen LDPE-Synthese als Debottleneckingstrategie eingesetzt. Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss der Nachpolymerisation im Rohrreaktor auf die polymere Topologie im Vergleich zum reinen Autoklavenprodukt zu untersuchen. Dazu wird ein deterministisches und stochastisches Modell zu einer Hybridsimulation kombiniert. Erst werden, anhand eines deterministischen Modells, die vorliegenden Reaktionsbedingungen innerhalb des Reaktorsystems modelliert. Auf Basis dieser Ergebnisse wird anschließend ein stochastischer Algorithmus genutzt, um die detaillierte Struktur einzelner Polymermoleküle zu erhalten. Dieses Vorgehen wird auf einen bestehenden Autoklavenreaktor angewendet und um einen zukünftigen Rohrreaktor erweitert. Der hohe Detailgrad der Hybridsimulation erlaubt, es den Einfluss des Rohrreaktors auf die polymere Mikrostruktur zu quantifizieren.