[發明專利]一種動態連續攪拌釜反應器的建模方法及裝置

有效

• 申請號: 201710278911.4
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107096482B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 魏江;葛銘;鄭小青;黃彩霞;馮李立
• 申請（專利權）人: 杭州百子尖科技有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 胡擁軍

1.一種動態連續攪拌釜反應器的建模方法，其特征在于，包括：

獲取反應器內各進料流股的摩爾流量值、各氣相出料的摩爾流量值、各液相出料的摩爾流量值、各進料流股的摩爾焓值、各液相出料的摩爾焓值、各氣相出料的摩爾焓值、反應器熱量值、液相出料流股中各組分的摩爾分數值、氣體出料流股中各組分的摩爾分數值、進料流股中各組分的摩爾分數值、反應器的總體積值；

獲取初始溫度值、初始壓力值、各反應物質的初始組分及各反應物質的化學計量關系；

根據閃蒸算法計算出反應器中的初始總摩爾數及初始摩爾焓值；

根據公式k＝A*exp(-E/R*T)*T^B計算出反應速率R；根據反應速率R及所述各反應物質的化學計量關系計算出各反應物質的當前反應速率值，其中，k、A、E、B為常量，T為初始溫度值；

根據公式M_t+Δt＝M_t+Δt*(∑F_in-F_v-F_l+V*ΣR_i)計算出經過預設時間間隔后的總摩爾數，其中，Δt為預設時間間隔，M_t為初始總摩爾數、F_in為各進料流股的摩爾流量值、F_v為各氣相出料的摩爾流量值、F_l為各液相出料的摩爾流量值、V為反應器的總體積值、R_i為各反應物質的當前反應速率值，M_t+Δt為經過預設時間間隔后的總摩爾數；

根據公式

計算出經過預設時間間隔后的摩爾焓值，其中，H_t為初始摩爾焓值、H_in為各進料流股的摩爾焓值、H_l為各液相出料的摩爾焓值、H_v為各氣相出料的摩爾焓值、Q為反應器熱量值，H_t+Δt為經過預設時間間隔后的摩爾焓值；

根據公式

計算出經過預設時間間隔后的各反應物質的組分，其中，C_i(t)為第i個反應物質的初始組分，C_i(l)為液相出料流股中各組分的摩爾分數值，C_i(v)為氣體出料流股中各組分的摩爾分數值，為C_i(in)進料流股中各組分的摩爾分數值、C_i(t+Δt)為經過預設時間間隔后的各反應物質的組分；

根據所述經過預設時間間隔后的總摩爾數、所述經過預設時間間隔后的摩爾焓值、所述經過預設時間間隔后的各反應物質的組分計算出經過預設時間間隔后的溫度值；

根據所述經過預設時間間隔后的溫度值計算出經過預設時間間隔后各反應物質的反應速率值。

2.一種動態連續攪拌釜反應器的建模裝置，其特征在于，包括：第一獲取模塊、第二獲取模塊、第一計算模塊、第二計算模塊、第三計算模塊、第四計算模塊、第五計算模塊、第六計算模塊及第七計算模塊；

所述第一獲取模塊，用于獲取反應器內各進料流股的摩爾流量值、各氣相出料的摩爾流量值、各液相出料的摩爾流量值、各進料流股的摩爾焓值、各液相出料的摩爾焓值、各氣相出料的摩爾焓值、反應器熱量值、液相出料流股中各組分的摩爾分數值、氣體出料流股中各組分的摩爾分數值、進料流股中各組分的摩爾分數值、反應器的總體積值；

所述第二獲取模塊，用于獲取初始溫度值、初始壓力值、各反應物質的初始組分及各反應物質的化學計量關系；

所述第一計算模塊，用于根據閃蒸算法計算出反應器中的初始總摩爾數及初始摩爾焓值；

所述第二計算模塊，用于根據公式k＝A*exp(-E/R*T)*T^B計算出反應速率R；根據反應速率R及所述各反應物質的化學計量關系計算出各反應物質的當前反應速率值，其中，k、A、E、B為常量，T為初始溫度值；

所述第三計算模塊，用于根據公式M_t+Δt＝M_t+Δt*(∑F_in-F_v-F_l+V*ΣR_i)計算出經過預設時間間隔后的總摩爾數，其中，Δt為預設時間間隔，M_t為初始總摩爾數、F_in為各進料流股的摩爾流量值、F_v為各氣相出料的摩爾流量值、F_l為各液相出料的摩爾流量值、V為反應器的總體積值、R_i為各反應物質的當前反應速率值，M_t+Δt為經過預設時間間隔后的總摩爾數；

所述第四計算模塊，用于根據公式

計算出經過預設時間間隔后的摩爾焓值，其中，H_t為初始摩爾焓值、H_in為各進料流股的摩爾焓值、H_l為各液相出料的摩爾焓值、H_v為各氣相出料的摩爾焓值、Q為反應器熱量值，H_t+Δt為經過預設時間間隔后的摩爾焓值；

所述第五計算模塊，用于根據公式

計算出經過預設時間間隔后的各反應物質的組分，其中，C_i(t)為第i個反應物質的初始組分，C_i(l)為液相出料流股中各組分的摩爾分數值，C_i(v)為氣體出料流股中各組分的摩爾分數值，為C_i(in)進料流股中各組分的摩爾分數值、C_i(t+Δt)為經過預設時間間隔后的各反應物質的組分；

所述第六計算模塊，用于根據所述經過預設時間間隔后的總摩爾數、所述經過預設時間間隔后的摩爾焓值、所述經過預設時間間隔后的各反應物質的組分計算出經過預設時間間隔后的溫度值；

所述第七計算模塊，用于根據所述經過預設時間間隔后的溫度值計算出經過預設時間間隔后各反應物質的反應速率值。