一种用于精细化工反应釜温度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于精细化工反应釜温度控制方法，用于对间歇式反应釜进行温度控制，包括如下步骤：步骤一、分别获取当前时刻反应室内不同位置的温度，得到当前时刻反应室内的平均温度以及当前时刻反应室内不同位置的温度之间的最大差值；步骤二、分别获取进入夹套中的介质温度、夹套中排出的介质温度、夹套内介质的容积、夹套内介质的密度及夹套内介质的比热容，得到夹套内介质的换热指数；步骤三、根据所述当前时刻反应室内的平均温度、当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值、夹套内介质的换热指数以及反应室内设定温度控制反应釜的搅拌轴的转速和进入夹套内的介质流量调节阀的开度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于精细化工反应釜温度控制方法
本专利技术属于反应釜温度控制
，特别涉及一种用于精细化工反应釜温度控制方法。
技术介绍
在精细化工行业中，反应釜是常用的一种反应容器。而温度是其主要被控制量，是保证产品质量的一个重要因素。反应釜有间歇式和连续式之分，间歇反应釜用于均相和非均相的液相反应，如聚合反应等。间歇式反应釜的工作原理为：在进行化学反应之前，现将反应物按照一定比例进行混合，然后与催化剂一同放入反应釜的反应室内，在反应釜的夹套内通以一定的温度的介质，夹套内的介质与反应室进行热交换，升高或降低反应室内的温度，使反应室内的温度达到设定温度；通过搅拌轴的搅拌使物料均匀并提高热传导速度，使反应室内温度均匀。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种用于精细化工反应釜温度控制方法，在反应釜内进行化学反应的过程中，根据反应室内的温度和夹套内的介质换热属性参数，控制反应釜的搅拌轴的转速和进入夹套内的介质流量调节阀的开度；本专利技术的目的是结合反应室内的温度和夹套中的换热情况综合调节搅拌轴的转速和介质流量调节阀的度，使反应室内的温度尽快达到需要的反应温度，从而提高反应釜内的反应效率。本专利技术提供的技术方案为：一种用于精细化工反应釜温度控制方法，包括如下步骤：步骤一、分别获取当前时刻反应室内不同位置的温度，得到当前时刻反应室内的平均温度以及当前时刻反应室内不同位置的温度之间的最大差值；步骤二、分别获取进入夹套中的介质温度、夹套中排出的介质温度、夹套内介质的容积、夹套内介质的密度及夹套内介质的比热容，得到夹套内介质的换热指数；步骤三、根据所述当前时刻反应室内的平均温度、当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值、夹套内介质的换热指数以及反应室内设定温度控制反应釜的搅拌轴的转速和进入夹套内的介质流量调节阀的开度。优选的是，在所述步骤二中，所述介质的换热指数为：式中，ξ表示夹套内介质换热指数的基数；Tr表示进入夹套中的介质温度，Tc表示夹套中排出的介质温度，ρ表示夹套内介质的密度，C表示夹套内介质的比热容；e表示自然对数的底数。优选的是，所述介质换热指数的基数的取值范围为：ξ＝0.55～0.60。优选的是，在所述步骤三中，通过BP神经网络控制反应釜的搅拌轴的转速和进入夹套内的介质流量调节阀的开度，包括如下步骤：步骤1、按照采样周期，获取当前时刻反应室内的平均温度当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值ΔTmax、介质的换热指数η以及反应室内设定温度Tset；步骤2、将获取的参数进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4}；其中，x1为当前时刻反应室内的平均温度系数、x2为当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值系数、x3为夹套内介质的换热指数系数、x4为反应室内设定温度系数；步骤3、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1,y2,…,ym}；m为中间层向量个数；步骤4、得到输出层向量o＝{o1,o2}；o1为反应釜的搅拌轴的转速调节系数、o2为进入夹套内的介质流量调节阀的开度调节系数；步骤5、控制反应釜的搅拌轴的转速和进入夹套内的介质流量调节阀的开度，使其中，和分别为第i个采样周期输出层向量参数，ni_max为第i个采样周期反应釜的搅拌轴的最高转速、αi_max为第i个采样周期进入夹套内的介质流量调节阀的最大开度，ni+1和αi+1分别为第i+1个采样周期反应釜的搅拌轴的转速和进入夹套内的介质流量调节阀的开度。优选的是，将当前时刻反应室内的平均温度当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值ΔTmax、介质的换热指数η以及反应室内设定温度Tset进行规格化的公式为：其中，xj为输入层向量中的参数，Xj分别代表参数ΔTmax、η和Tset；Xjmax和Xjmin分别为相应参数中的最大值和最小值。优选的是，所述所述中间层节点个数m为3个。优选的是，所述的用于精细化工反应釜温度控制方法，还包括：当时，对所述反应釜的搅拌轴的转速调节系数进行校正，并根据校正后的反应釜的搅拌轴的转速调节系数控制反应釜的搅拌轴的转速：其中，所述校正后的反应釜的搅拌轴的转速调节系数为：其中，χ表示当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值与当前时刻反应室内的平均温度的比值的设定阈值；o1表示BP神经网络输出的反应釜的搅拌轴的转速调节系数，表示当前时刻反应室内的平均温度，ΔTmax表示当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值，Vmax表示反应室的有效容积，V表示反应室内反应物的体积，Tset表示反应室内设定温度。优选的是，χ的取值范围为：χ＝0.04～0.05。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的用于精细化工反应釜温度控制方法，结合反应室内的温度和夹套中的换热情况综合调节搅拌轴的转速和介质流量调节阀的度，使反应室内的温度尽快达到需要的反应温度，从而提高反应釜内的反应效率；而且能够避免单独根据反应室内温度进行调节产生的超调问题。具体实施方式下面对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本专利技术提供了一种用于精细化工反应釜温度控制方法，用于控制间歇式反应釜。所述的用于精细化工反应釜温度控制方法包括如下步骤：步骤一、分别通过多个温度传感器获取当前时刻反应室内不同位置的温度，得到当前时刻反应室内的平均温度以及当前时刻反应室内不同位置的温度之间的最大差值。其中，当前时刻反应室内的平均温度为：式中，T1、T2、...、Tn分别表示温度传感器测得的反应室内不同位置的温度，n表示温度传感器的个数。当前时刻反应室内不同位置的温度之间的最大差值为：ΔTmax＝Tmax-Tmin；式中，Tmax为当前时刻T1、T2、...、Tn中的最大值，Tmin为当前时刻T1、T2、...、Tn中的最大小值。作为进一步的优选，本实施例中采用单线芯片DSI8820数字温度计实现多点温度采集，其测温精度可达0.0625摄氏度，以提高温度测量的精确性，从而提高温度精确控制。步骤二、通过安装在夹套介质进口处和出口出的温度传感器分别获取进入夹套中的介质温度、夹套中排出的介质温度；并且根据进入夹套中的介质温度、夹套中排出的介质温度、夹套内介质的容积、夹套内介质的密度及夹套内介质的比热容，得到夹套内介质的换热指数。所述介质的换热指数为：式中，ξ表示夹套内介质换热指数的基数；Tr表示进入夹套中的介质温度，Tc表示夹套中排出的介质温度，ρ表示夹套内介质的密度，ρw表示水的密度，C表示夹套内介质的比热容，Cw表示水的比热容；e表示自然对数的底数。介质的换热指数代表当前进入夹套中的介质的换热能力，换热能力越高，介质和反应室的之间换热效果越好。介质换热指数的基数ξ可根据经验设定，在本实施例中ξ的取值范围为：ξ＝0.55～0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于精细化工反应釜温度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、分别获取当前时刻反应室内不同位置的温度，得到当前时刻反应室内的平均温度以及当前时刻反应室内不同位置的温度之间的最大差值；/n步骤二、分别获取进入夹套中的介质温度、夹套中排出的介质温度、夹套内介质的容积、夹套内介质的密度及夹套内介质的比热容，得到夹套内介质的换热指数；/n步骤三、根据所述当前时刻反应室内的平均温度、当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值、夹套内介质的换热指数以及反应室内设定温度控制反应釜的搅拌轴的转速和进入夹套内的介质流量调节阀的开度。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于精细化工反应釜温度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、分别获取当前时刻反应室内不同位置的温度，得到当前时刻反应室内的平均温度以及当前时刻反应室内不同位置的温度之间的最大差值；
步骤二、分别获取进入夹套中的介质温度、夹套中排出的介质温度、夹套内介质的容积、夹套内介质的密度及夹套内介质的比热容，得到夹套内介质的换热指数；
步骤三、根据所述当前时刻反应室内的平均温度、当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值、夹套内介质的换热指数以及反应室内设定温度控制反应釜的搅拌轴的转速和进入夹套内的介质流量调节阀的开度。


2.根据权利要求1所述的用于精细化工反应釜温度控制方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述介质的换热指数为：



式中，ξ表示夹套内介质换热指数的基数；Tr表示进入夹套中的介质温度，Tc表示夹套中排出的介质温度，ρ表示夹套内介质的密度，C表示夹套内介质的比热容；e表示自然对数的底数。


3.根据权利要求2所述的用于精细化工反应釜温度控制方法，其特征在于，所述介质换热指数的基数的取值范围为：ξ＝0.55～0.60。


4.根据权利要求2或3所述的用于精细化工反应釜温度控制方法，其特征在于，在所述步骤三中，通过BP神经网络控制反应釜的搅拌轴的转速和进入夹套内的介质流量调节阀的开度，包括如下步骤：
步骤1、按照采样周期，获取当前时刻反应室内的平均温度当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值ΔTmax、介质的换热指数η以及反应室内设定温度Tset；
步骤2、将获取的参数进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层向量x＝{x1,x2,x3,x4}；其中，x1为当前时刻反应室内的平均温度系数、x2为当前时刻反应室内不同位置的温度的最大差值系数、x3为夹套内介质的换热指数系数、x4为反应室内设定温度系数；
步骤3、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1,y2,…,ym}；m为中间层向量个数；
步骤4、得到输出层向量o...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦琳，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21