[發明專利]一種用于PTA氧化反應器醋酸單耗實時優化的方法

無效

• 申請號: 201110310806.7
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN102393637A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 紀彭;蔣鵬飛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;C07C63/26;C07C51/265
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于化工檢測技術領域，涉及一種用于PTA氧化反應器醋酸單耗實時優化的方法。

背景技術

PTA?（pure?terephthalic?acid，精對苯甲二酸）以對二甲苯為原料，以醋酸為溶劑，在催化劑作用下經空氣氧化成粗對苯二甲酸；在PTA生產過程中，降低醋酸單耗是工廠所關心的重要問題，其中以降低氧化反應器醋酸單耗最為重要。傳統的氧化反應器醋酸單耗優化僅僅是在離線模式下進行，而由于反應器在運行過程中其醋酸單耗水平存在較大的波動，傳統的方法無法實時的對反應器醋酸單耗進行優化，因此一個PTA氧化反應器醋酸單耗實時優化的方法，對PTA氧化反應器醋酸單耗的下降具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，針對PTA生產過程中，氧化反應器醋酸單耗無法實時優化的問題，使用PTA氧化反應器機理模型，提供一種用于PTA氧化反應器醋酸單耗實時優化的方法。

本發明方法的具體步驟是：

步驟(1).使用流程模擬軟件根據PTA生產過程的工藝知識建立PTA氧化反應器的機理模型，將工廠PHD數據服務器中的PTA氧化反應器實時數據和PTA氧化反應器的機理模型的模擬計算結果比對，并結合參數估計方法來完成機理模型的校驗；

步驟(2).建立PTA氧化反應器的醋酸單耗優化命題，該醋酸單耗優化命題的表達形式為:?

其中：?表示目標函數要求最小化PTA氧化反應器醋酸單耗，表示PTA氧化反應器醋酸單耗，表示PTA氧化反應器計算中間變量，表示PTA氧化反應器溫度，表示PTA氧化反應器液位，表示PTA氧化反應器溫度下界，表示PTA氧化反應器溫度上界，表示PTA氧化反應器液位下界，表示PTA氧化反應器液位上界，設置優化時間T，5min<T?<10min；

步驟(3).從工廠PHD數據服務器中獲取PTA氧化反應器實時數據，并將該PTA氧化反應器實時數據輸入步驟(1)所建立的PTA氧化反應器的機理模型，進行模擬計算得出PTA氧化反應器產品的質量關鍵指標-羧基苯甲醛濃度；

步驟(4).根據PTA氧化反應器產品的質量要求判斷羧基苯甲醛濃度是否達標，如果羧基苯甲醛濃度小于2800ppm，那么PTA氧化反應器產品的質量達標進入步驟(5)；如果羧基苯甲醛濃度大于或者等于2800ppm，那么PTA氧化反應器產品的質量不達標進入步驟(8)；

步驟(5).根據步驟(1)建立的PTA氧化反應器的機理模型和步驟(2)建立的PTA氧化反應器醋酸單耗優化命題對醋酸單耗進行優化求解；

步驟(6).根據PTA氧化反應器醋酸單耗優化命題計算過程是否收斂判斷醋酸單耗優化命題是否求解成功，若PTA氧化反應器醋酸單耗優化命題計算過程收斂，求得最優解成功進入下一步；若PTA氧化反應器醋酸單耗優化命題計算過程不收斂，求解失敗或者超過優化時間T則跳至步驟(8)；

步驟(7).將PTA氧化反應器醋酸單耗最優解結果寫入工廠PHD數據服務器。

步驟(8).等待T分鐘后，重復步驟(3)～(7)。

所述的PTA氧化反應器醋酸單耗表示：每生產一噸PTA，氧化反應器所消耗的醋酸量；

所述的機理模型包含以下特性：模型從PTA氧化反應機理出發，對PTA氧化反應器進行模擬計算；

所述的醋酸單耗優化命題包含以下特性：優化命題的目標函數為在不違背裝置能力和產品羧基苯甲醛質量的前提下使得反應器醋酸單耗最小，裝置能力約束包含PTA氧化反應器溫度范圍約束，PTA氧化反應器液位范圍約束。所述的實時PTA氧化反應器醋酸單耗優化表示：每隔T分鐘，對PTA氧化反應器醋酸單耗進行一次優化。

本發明方法在PTA生產過程中，使用PTA氧化反應器機理模型，采用COM接口技術，將PTA氧化反應器機理模型和PTA氧化反應器連接的PHD數據服務器的數據集成，尤其是無縫數據集成，通過COM接口技術，將PHD數據服務器內的PTA氧化反應器裝置操作的數據實時輸入PTA氧化反應器機理模型，在產品質量羧基苯甲醛濃度小于2800ppm情況下，通過調用PTA氧化反應器機理模型內部的醋酸單耗優化命題對PTA氧化反應器醋酸單耗進行優化，并將計算所得的PTA氧化反應器實時醋酸單耗優化數據寫入PTA氧化反應器連接的PHD數據服務器,從而控制PTA氧化反應器的操作的數據，實現了PTA氧化反應器醋酸單耗的實時優化。本發明方法過程簡潔明了，易于實現。

附圖說明