[發明專利]一種用于預測合成爐出口氯化氫純度的方法

在審

• 申請號: 202210496525.3
• 申請日: 2022-05-07
• 公開（公告）號: CN114935627A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 張海峰;吳海寶;李剛;劉軍;席偉剛;沙劍;連玉馨;盛建瑞
• 申請（專利權）人: 金川集團信息與自動化工程有限公司;金川集團股份有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;C01B7/01
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 趙立權

1.一種用于預測合成爐出口氯化氫純度的方法，其特征在于，包括如下步驟：

a.采用ModbusRTU通訊方式采集來自于合成工序DCS系統的氯氣和氫氣流量實時檢測數據，并形成過程檢測數據時序隊列；

T＝nτ

其中，τ是系統的采樣周期，其對應單位為s，T是氯化氫純度離線化驗周期，其對應單位為s，N是檢測數據時序隊列中記錄的離線化驗次數。

b.采用ModbusRTU通訊方式采集來自于合成工序DCS系統的離線錄入并具有典型特征的氯化氫純度數據進行預處理，并形成遞推計算預測模型匹配自動更新樣本域；

c.依據氯氣、氫氣化學反應特征，構建氯化氫純度基準計算模型；

d.引入離線化驗純度和工藝計算純度，在線遞推計算氯化氫純度修正系數；

e.結合氯化氫純度修正系數和氯化氫純度基準計算模型，形成氯化氫純度在線遞推預測模型；

f.根據當前氯氣、氫氣檢測流量，實時預測輸出合成爐出口氯化氫純度，以邊界約束條件為判定準則，對預測純度數據進行主動審核篩選，最終結果在操作界面上顯示，并通過ModbusRTU總線通訊方式傳輸至DCS系統；

g.根據離線化驗結果和模型樣本時序隊列更新條件，刷新樣本集，重新計算氯化氫純度預測模型參數并完成模型迭代。

2.根據權利要求1所述的一種用于預測合成爐出口氯化氫純度的方法，其特征在于，所述步驟a和b中數據樣本的對應數據處理方法具體如下：

其中，S指樣本集，指kT時刻氫氣流量，指(k-1)T時刻氫氣流量，指kT時刻氫氣流量增量，指kT時刻氯氣流量，指(k-1)T時刻氯氣流量，指kT時刻氯氣流量增量，m指氯化氫純度預測樣本域設定長度，指離線化驗的氯化氫純度。

3.根據權利要求1所述的一種用于預測合成爐出口氯化氫純度的方法，其特征在于，所述步驟c中依據氯氣和氫氣在燃燒狀態下的化學反應熱方程式如下：

H₂(g)+Cl₂(g)→2HCl(g) △H＝-184.6JK/mol

可得到氯化氫純度遞推計算關聯因子β(t-k)，其計算過程如下：

4.根據權利要求1所述的一種用于預測合成爐出口氯化氫純度的方法，其特征在于，所述步驟d中引入離線化驗純度和工藝計算純度，動態更新在線遞推計算模型的氯化氫純度修正系數為：

其中，指氯化氫純度預測系統在p時刻采集到來自DCS系統更新的離線化驗氯化氫純度數據，P_pre(t-p)指p時刻與離線化驗氯化氫純度數據時間尺度對應匹配的遞推關聯因子，指p時刻合成爐離線化驗氯化氫純度的絕對增量，α(t-p)指p時刻氯化氫預測純度修正系數，來自氯化氫純度預測系統的中間計算單元，α(t)指當前氯化氫預測純度修正系數，α(t-k)指氯化氫純度修正系數定長隊列中第k個氯化氫預測純度修正系數，n指氯化氫純度修正系數定長隊列的設定長度。

5.根據權利要求1所述的一種用于預測并修正合成爐出口氯化氫純度的方法，其特征在于，所述步驟e中氯化氫純度在線遞推預測模型為：

其中，指k時刻氫氣流量增量，指k時刻氯氣流量增量。

6.根據權利要求1所述的一種用于預測合成爐出口氯化氫純度的方法，其特征在于，所述步驟f中氯化氫純度預測模型如下：

其中，指當前合成爐出口的氯化氫預測純度，α(t)指當前合成爐出口氯化氫預測純度修正系數，P_pre(t)指當前氯化氫預測純度模型輸出。

7.根據權利要求1所述的一種用于預測合成爐出口氯化氫純度的方法，其特征在于，所述步驟f中對合成爐出口氯化氫純度的邊界約束條件如下：

其中，P_cal(t)指當前氯化氫計算純度，P_cal(t)計算方式和需滿足的要求如下：

其中，指指當前合成爐入口氯氣流量，指當前合成爐入口氫氣流量。