【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能检测，具体涉及一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统及方法。
技术介绍
1、一氟甲烷也称氟甲烷、甲基氟、氟利昂41、hfc– 41、r41， 英文名称fluoromethane、methyl fluoride，其臭氧消耗潜值（odp）为0，全球变暖潜值（gwp）为97，cas 号593 – 53 – 3，un 号2454， 分子式ch3f。一氟甲烷常温常压下是一种无色无毒的易燃气体，可液化，具有醚类的气味，易溶于乙醇、乙醚等，化学稳定性好。一氟甲烷在半导体工业中可作为氮化膜的蚀刻气体，用于3d nand 闪存芯片的制造过程,对硅化物薄膜的蚀刻选择性好。
2、一氟甲烷的合成方法主要有气相加氢脱氯法、气相催化氟化法、甲醇氟化法、含氟醚反应法和二甲酯类反应法。现有技术cn100562510c公开了一种氟甲烷的制备方法，其通过氯甲烷和氟化氢在气相中在氟化催化剂存在下反应，将所得的含有氟甲烷和氯化氢的混合物加入蒸馏塔中，用于作为塔顶馏分分离和提纯氟甲烷。如附图1所示，现有技术cn106542959b公开了一种一氟甲烷的制备方法，其以一氯甲烷为原料，在氟化催化剂存在的条件下，与氟化氢发生气相催化氟化反应得到一氟甲烷，并将产物流中未反应的一氯甲烷以及氟化氢循环至装填有氟化氢催化剂的反应器中继续反应，并采用水吸附氯化氢，具体包括，在氟化催化剂存在下，一氯甲烷(hcc-40)与氟化氢发生气相催化氟化反应，产物流中包括甲烷、一氟甲烷、一氯甲烷、氟化氢以及氯化氢，通过蒸馏得到一氟甲烷，所述蒸馏步骤包括：(1)第一次蒸馏，
3、现有技术中，缺乏对气相催化氟化反应器、蒸馏塔、氯化氢吸附塔的有效优化控制方法，导致一氟甲烷的产出效率不高以及能源的浪费。因此，如何克服现有技术的缺陷，成为本
亟待解决的课题。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统及方法，具体采用如下技术方案：
2、一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，所述系统包括：控制器，与控制器连接的第一流量传感器、第二流量传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、第一浓度传感器、第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门、第一温控器、第二温控器;
3、所述第一流量传感器用于检测进入反应器的一氯甲烷流量；
4、所述第二流量传感器用于检测进入反应器的氟化氢流量；
5、所述第一温度传感器用于检测第一蒸馏塔塔顶温度；
6、所述第二温度传感器用于检测第二蒸馏塔塔顶温度；
7、所述第一浓度传感器用于检测吸收塔产出一氟甲烷浓度；
8、所述第一电控阀门用于控制进入反应器的一氯甲烷控制流量；
9、所述第二电控阀门用于控制进入反应器的氟化氢控制流量；
10、所述第三电控阀门用于控制从第二蒸馏塔进入反应器的混合物控制流量；
11、所述第一温控器用于控制第一蒸馏塔塔底温度；
12、所述第二温控器用于控制第二蒸馏塔塔底温度；
13、所述控制器包括：优化模型建立模块，用于建立一氟甲烷氟化反应优化模型，具体为：
14、；
15、其中，表示优化函数，t表示测量时刻，表示测量时刻的进程数据，表示指标数据，m表示进程数据的数量，表示进程数据一阶权重系数，表示进程数据二阶权重系数，表示控制量，n表示控制量的数量，表示控制量一阶权重系数；
16、指标数据设定模块，用于设定一氟甲烷氟化反应指标数据；
17、进程数据采集模块，用于采集一氟甲烷氟化反应进程数据；
18、控制参数指标数据生成模块，用于基于所述指标数据和进程数据运行所述优化模型，进而生成一氟甲烷氟化反应控制参数指标数据；
19、控制模块，用于基于所述一氟甲烷氟化反应控制参数指标数据控制一氟甲烷氟化反应进程。
20、本专利技术还涉及一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制方法，所述方法用于如上所述的系统，包括下列步骤：
21、s1.建立一氟甲烷氟化反应优化模型；
22、s2.设定一氟甲烷氟化反应指标数据；
23、s3.采集一氟甲烷氟化反应进程数据；
24、s4.基于所述指标数据和进程数据运行所述优化模型，进而生成一氟甲烷氟化反应控制参数指标数据；
25、s5.基于所述一氟甲烷氟化反应控制参数指标数据控制一氟甲烷氟化反应进程。
26、本专利技术的技术方案实现了对一氟甲烷的氟化反应的多参数优化控制，提高了一氟甲烷的生产效率并降低了能量消耗。
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1.一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述系统包括：控制器（21），与控制器连接的第一流量传感器（31）、第二流量传感器（32）、第一温度传感器（33）、第二温度传感器（34）、第一浓度传感器（35）、第一电控阀门（41）、第二电控阀门（42）、第三电控阀门（43）、第一温控器（44）、第二温控器（45）;
2.根据权利要求1所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述指标数据设定模块（52）设定一氟甲烷氟化反应指标数据，具体包括：为各个进程数据设定目标值，形成指标数据。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述进程数据采集模块（53）采集一氟甲烷氟化反应进程数据，其中所述进程数据包括进入反应器的一氯甲烷流量、进入反应器的氟化氢流量、第一蒸馏塔塔顶温度、第二蒸馏塔塔顶温度、吸收塔产出一氟甲烷浓度。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述控制参数指标数据生成模块（54），基于所述指标数据和进程数据运行所述优化模型，进而生成一氟甲烷
5.根据权利要求4所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，求解所述优化模型具体包括：采用子空间信赖域（Subspace Trust Region）的方法进行求解。
6.根据权利要求1所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述控制量包括进入反应器的一氯甲烷控制流量、进入反应器的氟化氢控制流量、从第二蒸馏塔进入反应器的混合物控制流量、第一蒸馏塔塔底温度、第二蒸馏塔塔底温度。
7.根据权利要求1所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述控制参数指标数据包括进入反应器的一氯甲烷控制流量指标、进入反应器的氟化氢控制流量指标、从第二蒸馏塔进入反应器的混合物控制流量指标、第一蒸馏塔塔底温度指标、第二蒸馏塔塔底温度指标。
8.根据权利要求1所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述控制模块（55）基于所述一氟甲烷氟化反应控制参数指标数据控制一氟甲烷氟化反应进程，具体包括所述控制模块使用进入反应器的一氯甲烷控制流量指标、进入反应器的氟化氢控制流量指标、从第二蒸馏塔进入反应器的混合物控制流量指标、第一蒸馏塔塔底温度指标、第二蒸馏塔塔底温度指标分别控制所述第一电控阀门（41）、第二电控阀门（42）、第三电控阀门（43）、第一温控器（44）、第二温控器（45）。
9.一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制方法，所述方法用于如权利要求1-8任意一项所述的系统，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述系统包括：控制器（21），与控制器连接的第一流量传感器（31）、第二流量传感器（32）、第一温度传感器（33）、第二温度传感器（34）、第一浓度传感器（35）、第一电控阀门（41）、第二电控阀门（42）、第三电控阀门（43）、第一温控器（44）、第二温控器（45）;
2.根据权利要求1所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述指标数据设定模块（52）设定一氟甲烷氟化反应指标数据，具体包括：为各个进程数据设定目标值，形成指标数据。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述进程数据采集模块（53）采集一氟甲烷氟化反应进程数据，其中所述进程数据包括进入反应器的一氯甲烷流量、进入反应器的氟化氢流量、第一蒸馏塔塔顶温度、第二蒸馏塔塔顶温度、吸收塔产出一氟甲烷浓度。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，所述控制参数指标数据生成模块（54），基于所述指标数据和进程数据运行所述优化模型，进而生成一氟甲烷氟化反应控制参数指标数据，具体包括：求解所述优化模型，获取m个进程数据与n个控制量之间的m×n的状态响应矩阵：
5.根据权利要求4所述的一种用于制备一氟甲烷的氟化反应控制系统，其特征在于，求解所述优化模型具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄苍锋，邱桂祥，华永祥，
申请(专利权)人：福建德尔科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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