Ludovic工艺优化及放大案例分享-EVA 酯交换反应（一）

    Ludovic软件用于同向啮合双螺杆挤出机全工艺仿真，模拟材料挤出工艺中的演变过程。Ludovic是一个虚拟的挤出实验室，用数值仿真代替反复试验。本期带来EVA 酯交换反应工艺优化仿真过程。

一 工艺背景：

1 反应：

EVA (乙烯-醋酸乙烯酯)+ alcohol (醇) EVOH + octyl acetate(乙酸辛酯）

2 反应模型：

注：该反应是平衡反应，最大转化率为65%左右。

3 挤出机：

二 Ludovic工艺优化

1 TSE建模

2 自定义材料（流变曲线）

3 工艺条件

转速：250RPM

喂料量：5kg/h

机筒温度: 170°C

组分比：[octanol]0 / [EVA]0 = 1

4 模拟结果分析

    在上述工艺条件下，EVA的转化率只有21%。转化率和产量都很低，需要优化工艺。优化目标就是找到高转化率和高产量的工艺条件。

5 优化工艺条件

    使用 Ludovic的DOE功能进行虚拟实验设计，探究最大产量的工艺条件。

虚拟实验设计：

自变量

   转速：100-300rpm   10组

   喂料量（产量）：2-25kg/h   10组

   机筒温度Tb : 100-300℃    10组

共计1000组实验

约束条件

   熔体最高温度：Tmax <210°C

   最大扭矩：Cmax < 145 N.m

计算结果如下：

    添加约束条件：

    然后，通过对比功能，研究螺杆转速和机筒温度对转化率的影响。

螺杆转速

机筒温度

   上述结果显示，最大产量的工艺条件为：喂料量=25kg/h，转速=260 RPM，机筒温度Tb = 170°C。但是，在此工艺条件下，EVA转化率只有6%；最大转化率的工艺条件为：转化率=36%，转速=120 RPM，机筒温度Tb = 190°C，但是，在此工艺条件下，产量为3kg/h。

   所以通过优化工艺条件不能达到高产量和高转化率的目标。固需进行螺杆结构的优化。

  螺杆结构优化见下期！