[發(fā)明專利]烷基化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的建模方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210858758.3
• 申請(qǐng)日: 2022-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN115291573A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳玉石;江洪波;王建平;張振遠(yuǎn);辛志成;李德飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;石化盈科信息技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;G16C20/10
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;鄧樹山

1.一種烷基化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的建模方法，其特征在于，包括：

將烷基化原料和烷基化產(chǎn)物劃分為12個(gè)集總組分；

根據(jù)烷基化反應(yīng)機(jī)理，構(gòu)建烷基化反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)；

根據(jù)工業(yè)烷基化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式及流動(dòng)特征，建立烷基化反應(yīng)器模型；

根據(jù)烷基化反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合烷基化反應(yīng)器模型，建立烷基化反應(yīng)數(shù)學(xué)模型方程組；

提出目標(biāo)函數(shù)，利用最優(yōu)化算法對(duì)所述烷基化反應(yīng)數(shù)學(xué)模型方程組的參數(shù)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述烷基化原料包括4個(gè)集總組分：丙烷、正丁烷、丁烯和異丁烷；

所述烷基化產(chǎn)物包括8個(gè)集總組分：C₅烷烴、C₆烷烴、C₇烷烴、TMP、DMH、C₉烷烴、C₁₀烷烴和C₁₁烷烴。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建模方法，其特征在于，所述丁烯包括1-丁烯、順-2-丁烯、反-2-丁烯和異丁烯。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的建模方法，其特征在于，所述烷基化反應(yīng)器模型為帶有循環(huán)的平推流反應(yīng)器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的建模方法，其特征在于，所述烷基化反應(yīng)數(shù)學(xué)模型方程組包括：

其中，c₁～c₂₀分別為丁烯、TMP⁺、DMH⁺、異丁烷、C₅烷烴、C₆烷烴、C₇烷烴、TMP、C₉烷烴、C₁₀烷烴、C₁₁烷烴、C₁₂烷烴、DMH、iC₄⁺、C₅⁺、C₆⁺、C₇⁺、C₅^＝、C₆^＝、C₇^＝的濃度(mol/kg)，AO為酸烴比，w為硫酸濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)，wcor是對(duì)酸濃度重新歸一化后的值，f(AO·wcor)是校正函數(shù)，k_i為反應(yīng)速率常數(shù)，α、β、γ分別是1-丁烯、順-2-丁烯、反-2-丁烯與集總丁烯之間的比例系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的建模方法，其特征在于，所述α、β、γ分別如下：

其中，K₁為異丁烯和順-2-丁烯的平衡常數(shù)，K₂為順-2-丁烯和反-2-丁烯的平衡常數(shù)，K₃為反-2-丁烯和1-丁烯的平衡常數(shù)；

和/或，

所述校正函數(shù)為：f(AO,wcor)＝AO·e^wcor。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的建模方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)為：

其中，F(xiàn)表示模擬計(jì)算的各烷基化產(chǎn)物的濃度與實(shí)際反應(yīng)結(jié)果的差值平方和，i＝1～n，表示有n組數(shù)據(jù)；j＝1～m，表示有m個(gè)集總，x表示烷基化產(chǎn)物的濃度。