低密度聚乙烯(LDPE)釜式反应器中,混合情况不但与反应器的安全、稳定运行密切相关,而且直接影响聚合产物的性质。深入研究LDPE釜式反应器的宏观混合和微观混合特性,结合反应器混合模型和聚合反应动力学,建立反应器混合特性与LDPE产品性质之间的对应关系,对深入理解该工艺的特点和反应器的操作优化具有重要的指导意义。本文围绕这一主题开展了如下三方面的工作。首先,针对LDPE釜式反应器建立冷模实验装置,通过对宏观混合时间和停留时间分布的系统考察,掌握了其宏观混合特性。研究发现,中部轴承套起到分区挡板的作用,反应器可分为上下两个分区,分区内部混合情况良好。实验条件下,多股进料不但可以保证物料在整个反应器中较好的分散,还可使总停留时间分布(RTD)受搅拌转速的影响较小。对于多股进料的体系,RTD的无因次方差分析结果与实际情况相矛盾,而基于信息熵理论的信息熵混合度M能准确地反映流体的流动与混合情况。其次,在LDPE釜式反应器冷模实验装置中,采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应体系研究了其微观混合规律,并对工业反应器的微观混合情况进行了分析。研究发现,微观混合效果随搅拌转速的增大而变好,随液体粘度的增大而变差,粘度对微观混合的影响大于搅拌转速的影响。由团聚模型确定实验条件下的微观混合时间tm介于0.003～0.05s。基于工业反应器中离析指数-粘度的关系与冷模实验装置相同这一假设,研究发现当反应温度为260℃时,tm(0.03～0.05s)远小于特征反应时间tr(0.9s),微观混合对聚合反应的影响较小；当温度达到290℃时,tm(0.013s)与tr(0.1s)接近,微观混合对聚合反应的影响不可忽视。最后,建立了反映LDPE釜式反应器中非理想混合特性的分区混合模型——PFR-CSTR-PFR组合模型,并结合自由基聚合动力学对工业上反应工段进行Aspen模拟,考察了操作变量和混合情况对聚合产品的影响。由停留时间分布实验数据拟合得到模型参数(全混比和返混比)并对模型进行验证。根据返混比随搅拌雷诺数变化的曲线确定了工业反应器中的返混比,并将其用于工业反应器的Aspen模拟。模拟发现,聚合转化率随温度、压力和引发剂流量增大而增大；温度、压力对分子量影响较大；调节剂乙烷对分子量的调节效果不明显。还初步探索了宏观混合(返混比)与微观混合(引发剂效率)对聚合产品的影响,发现宏观混合对聚合产品的影响很小；微观混合变差使得引发剂效率变低,导致聚合转化率降低、数均/重均分子量均下降、分子量分布指数增大、长链/短链支化度均降低。