專利名稱：一種pta氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化工流程的檢測領域。特別地，涉及一種PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法。
背景技術：
PTA以對二甲苯為原料，以醋酸為溶劑，在催化劑作用下經空氣氧化成粗對苯二甲酸；在PTA生產過程中，降低酸耗是工廠所關心的重要問題，其中以降低氧化反應器酸耗最為重要。傳統(tǒng)的氧化反應器酸耗優(yōu)化僅僅是在離線模式下進行，而由于反應器在運行過程中其酸耗水平存在較大的波動，而傳統(tǒng)的方法無法實時的對反應器酸耗進行優(yōu)化，因此，一個PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法，對PTA氧化反應器酸耗的下降具有重要意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，針對PTA生產過程中，氧化反應器酸耗無法實時優(yōu)化的問題，使用PTA氧化反應器機理模型，提供一種PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法。用于PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法，在PTA生產過程中，使用PTA氧化反應器機理模型，采用COM接口技術，實現(xiàn)PTA氧化反應器機理模型和現(xiàn)場PHD數據服務器的無縫數據集成，通過COM接口技術，將現(xiàn)場PHD數據服務器內的PTA氧化反應器操作實時操作數據輸入PTA氧化反應器機理模型，在產品4CBA含量達標下，通過調用機理模型內部的酸耗優(yōu)化命題對氧化反應器酸耗進行優(yōu)化，并將計算所得的氧化反應器實時酸耗優(yōu)化數據寫入現(xiàn)場PHD數據服務器，從而為現(xiàn)場操作人員提供優(yōu)化操作指導，實現(xiàn)PTA氧化反應器酸耗的實時優(yōu)化。方法具體包括以下步驟1)設定實時優(yōu)化間隔T分鐘；2)通過COM接口，從現(xiàn)場PHD數據服務器獲取裝置操作數據；3)通過COM接口，將裝置操作數據輸入氧化反應器機理模型進行模擬計算；4)判斷產品4CBA含量是否達標，是則進入下一步，否則進入步驟8)；5)通過COM接口，調用機理模型內部的酸耗優(yōu)化命題對反應器酸耗進行優(yōu)化，其優(yōu)化命題表達式如下Min :yHACs. tf (χ, t, lv, ymc, Y4cba) = 0Ib1 ^ y4CBA ^ Ub1Ib2 ^ t ^ ub2Ib3 ^ Iv ^ Ub3其中yHAe表示反應器醋酸單耗，y4CBA表示產品4CBA含量，t表示反應器溫度，Iv
3表示反應器液位，所有變量與方程均為模型采集的反應器集散控制系統(tǒng)DCS的內部數據；6)判斷酸耗優(yōu)化優(yōu)化命題求解是否收斂，收斂則進入下一步，否則跳至步驟8)；7)通過COM接口，將機理模型優(yōu)化所得的氧化反應器酸耗數據寫入工廠PHD數據服務器；8)判斷是否終止計算，是則終止，否則進入下一步；
9)等待 T 分鐘，重復步驟 2)、3)、4)、5)、6)、7)、8)。所述的氧化反應器酸耗表示每生產1噸PTA，氧化反應器所消耗的醋酸量。所述的機理模型包含以下特性模型從PTA氧化反應機理出發(fā)，對PTA氧化反應器進行模擬計算。所述的酸耗優(yōu)化命題包含以下特性目標函數為最小化反應器酸耗，約束包含產品 4CBA含量約束，反應器溫度范圍約束，反應器液位范圍約束。所述的實時酸耗優(yōu)化表示每隔T分鐘，對反應器酸耗進行1次優(yōu)化。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有的有益效果是(1)本發(fā)明的用于PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法，在傳統(tǒng)方法無法進行實時優(yōu)化的情況下，此方法實現(xiàn)了酸耗的實時優(yōu)化。(2)本發(fā)明的用于PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法，過程簡潔明了，易于實現(xiàn)。


圖1為本方法在PTA3線氧化反應器實時酸耗優(yōu)化的具體實例實現(xiàn)流程圖。
具體實施例方式用于PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法，針對PTA生產過程中，氧化反應器酸耗無法實時優(yōu)化的問題，使用PTA氧化反應器機理模型，采用COM接口技術，實現(xiàn)了 PTA氧化反應器機理模型和工廠PHD數據服務器的無縫數據集成，通過COM接口技術，將工廠PHD數據服務器內的裝置操作數據實時輸入PTA氧化反應器機理模型，在產品4CBA含量達標下， 通過調用機理模型內部的酸耗優(yōu)化命題對氧化反應器酸耗進行優(yōu)化，并將計算所得的氧化反應器實時酸耗優(yōu)化數據寫入工廠PHD數據服務器，從而實現(xiàn)PTA氧化反應器酸耗的實時優(yōu)化。方法具體包括以下步驟1)設定實時優(yōu)化間隔T分鐘；2)通過COM接口，從工廠PHD數據服務器獲取裝置操作數據； 3)通過COM接口，將裝置操作數據輸入氧化反應器機理模型進行模擬計算；4)判斷產品4CBA含量是否達標，是則進入下一步，否則進入步驟8)；5)通過COM接口，調用機理模型內部的酸耗優(yōu)化命題對反應器酸耗進行優(yōu)化，其優(yōu)化命題表達式如下Min :yHACs. tf (χ, t, lv, ymc, Y4cba) = 0Ib1 ^ y4CBA ^ Ub1
Ib2 ^ t ^ Ub2Ib3 ^ Iv ^ Ub3其中yHAe表示反應器醋酸單耗，y4CBA表示產品4CBA含量，t表示反應器溫度，Iv 表示反應器液位。6)判斷優(yōu)化命題求解是否收斂，收斂則進入下一步，否則跳至步驟8)7)通過COM接口，將機理模型優(yōu)化所得的氧化反應器酸耗數據寫入工廠PHD數據服務器；8)判斷是否終止計算，是則終止，否則進入下一步；9)等待 T 分鐘(如 T = 5 分鐘)，重復步驟 2)、3)、4)、5)、6)、7)、8)。本發(fā)明采用aspen公司的商業(yè)軟件，將上述相關操作參數數據輸入aspen公司的程序后獲得優(yōu)化的操作數據，本實施例是將優(yōu)化后的操作數據反饋給一線操作人員，由操作人員進行操作，并不要求直接反饋給控制器。PHD服務器為現(xiàn)場數據服務器，不但與反應器相連，而是還與現(xiàn)場所有裝置連接在一起的。所述的氧化反應器酸耗表示每生產1噸PTA，氧化反應器所消耗的醋酸量。所述的機理模型包含以下特性模型從PTA氧化反應機理出發(fā)，對PTA氧化反應器進行模擬計算。所述的酸耗優(yōu)化命題包含以下特性目標函數為最小化反應器酸耗，約束包含產品 4CBA含量約束，反應器溫度范圍約束，反應器液位范圍約束。所述的實時酸耗優(yōu)化表示每隔T分鐘，對反應器酸耗進行1次優(yōu)化。在本實施例中，針對本申請人的PTA3線氧化反應器進行實時酸耗優(yōu)化。此實例實現(xiàn)過程如附圖所示，實行步驟如下1)設定實時優(yōu)化間隔5分鐘；2)通過COM接口，從工廠PHD數據服務器獲取裝置操作數據；3)通過COM接口，將裝置操作數據輸入氧化反應器機理模型進行模擬計算；4)判斷產品4CBA含量是否達標，是則進入下一步，否則進入步驟8)；5)通過COM接口，調用機理模型內部的酸耗優(yōu)化命題對反應器酸耗進行優(yōu)化，其優(yōu)化命題表達式如下Min :yHACs. tf (χ, t, lv, ymc, Y4cba) = 01800 ( y4CBA ( 2800194 ^ t ^ 19860 ^ Iv ^ 75其中yHAe表示反應器醋酸單耗，y4CBA表示產品4CBA含量，t表示反應器溫度，Iv 表示反應器液位。6)判斷優(yōu)化命題求解是否收斂，收斂則進入下一步，否則跳至步驟8) 7)通過COM接口，將機理模型優(yōu)化所得的氧化反應器酸耗數據寫入現(xiàn)場PHD數據服務器；8)判斷是否終止計算，是則終止，否則進入下一步；9)等待 5 分鐘，重復步驟 2)、3)、4)、5)、6)、7)、8)。
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如上所述，本發(fā)明也可以以許多不同形式實施，因此不應認為它局限于說明書列出的實施例。本發(fā)明采用的方法原理簡潔清晰，靈活性很好，通過COM接口技術，實現(xiàn)了 PTA 氧化反應器機理模型和現(xiàn)場PHD數據服務器的無縫數據集成，通過調用機理模型內部的酸耗優(yōu)化命題實現(xiàn)了氧化反應器酸耗的實時優(yōu)化，解決了傳統(tǒng)的優(yōu)化方法無法實時優(yōu)化反應器酸耗的問題。
權利要求
1.一種PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法，其特征在于在PTA生產過程中，使用 PTA氧化反應器機理模型，采用COM接口技術，實現(xiàn)PTA氧化反應器機理模型和現(xiàn)場PHD數據服務器的無縫數據集成，通過COM接口將現(xiàn)場PHD數據服務器內的PTA氧化反應器操作實時操作數據輸入PTA氧化反應器機理模型，在產品4CBA含量達標下，通過調用機理模型內部的酸耗優(yōu)化命題對氧化反應器酸耗進行優(yōu)化，并將服務器計算所得的氧化反應器實時酸耗優(yōu)化數據寫入現(xiàn)場PHD數據服務器，從而為現(xiàn)場操作人員提供優(yōu)化操作指導，實現(xiàn)PTA 氧化反應器酸耗的實時優(yōu)化，方法具體包括以下步驟1)設定實時優(yōu)化間隔T分鐘；2)通過COM接口，從現(xiàn)場PHD數據服務器獲取裝置操作數據；3)通過COM接口，將裝置操作數據輸入氧化反應器機理模型進行模擬計算；4)判斷產品4CBA含量是否達標，是則進入下一步，否則進入步驟8)；5)通過COM接口，調用機理模型內部的酸耗優(yōu)化命題對反應器酸耗進行優(yōu)化，其優(yōu)化命題表達式如下Min :yHAC s. tf(x, t, lv, yHAC, Y4cba) = 0Ib1 ( Y4CBA ( Ub1Ib2 ^ t ^ ub2 Ib3 ^ Iv ^ ub3其中yHA。表示反應器醋酸單耗，74_表示產品4CBA含量，t表示反應器溫度，Iv表示反應器液位。6)判斷優(yōu)化命題求解是否收斂，收斂則進入下一步，否則跳至步驟8)7)通過COM接口，將機理模型優(yōu)化所得的氧化反應器酸耗數據寫入工廠PHD數據服務器；8)判斷是否終止計算，是則終止，否則進入下一步；9)等待T 分鐘，重復步驟 2)、3)、4)、5)、6)、7)、8)。
2.根據權利要求1所述的一種PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法，其特征在于，所述的氧化反應器酸耗表示每生產1噸PTA，氧化反應器所消耗的醋酸量。
3.根據權利要求1所述的一種PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法，其特征在于，所述的機理模型包含以下特性模型從PTA氧化反應機理出發(fā)，對PTA氧化反應器進行模擬計笪弁。
4.根據權利要求1所述的一種PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法，其特征在于，所述的酸耗優(yōu)化命題包含以下特性目標函數為最小化反應器酸耗，約束包含產品4CBA含量約束，反應器溫度范圍約束，反應器液位范圍約束。
5.根據權利要求1所述的一種PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法，其特征在于，所述的實時酸耗優(yōu)化表示每隔T分鐘，對反應器酸耗進行1次優(yōu)化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種PTA氧化反應器酸耗實時優(yōu)化的方法。在PTA生產過程中，使用PTA氧化反應器機理模型，采用COM接口技術，實現(xiàn)PTA氧化反應器機理模型和現(xiàn)場PHD數據服務器的無縫數據集成，通過COM接口技術，將現(xiàn)場PHD數據服務器內的PTA氧化反應器操作實時操作數據輸入PTA氧化反應器機理模型，在產品4CBA含量達標下，通過調用機理模型內部的酸耗優(yōu)化命題對氧化反應器酸耗進行優(yōu)化，并將計算所得的氧化反應器實時酸耗優(yōu)化數據寫入現(xiàn)場PHD數據服務器，從而為現(xiàn)場操作人員提供優(yōu)化操作指導，實現(xiàn)PTA氧化反應器酸耗的實時優(yōu)化。解決了傳統(tǒng)離線優(yōu)化方法無法實時優(yōu)化反應器酸耗的問題，其原理簡潔清晰，易于實施，可移植性好。
文檔編號G05B13/04GK102486631SQ20101056783
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權日2010年12月1日
發(fā)明者丁家海, 喬一新, 周曉峰, 李維群, 沈品德, 蔣鵬飛, 趙均 申請人:中國石化揚子石油化工有限公司, 中國石油化工股份有限公司