专利名称：一种pta氧化反应器酸耗实时优化的方法
技术领域：
本发明涉及化工流程的检测领域。特别地，涉及一种PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法。
背景技术：
PTA以对二甲苯为原料，以醋酸为溶剂，在催化剂作用下经空气氧化成粗对苯二甲酸；在PTA生产过程中，降低酸耗是工厂所关心的重要问题，其中以降低氧化反应器酸耗最为重要。传统的氧化反应器酸耗优化仅仅是在离线模式下进行，而由于反应器在运行过程中其酸耗水平存在较大的波动，而传统的方法无法实时的对反应器酸耗进行优化，因此，一个PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法，对PTA氧化反应器酸耗的下降具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，针对PTA生产过程中，氧化反应器酸耗无法实时优化的问题，使用PTA氧化反应器机理模型，提供一种PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法。用于PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法，在PTA生产过程中，使用PTA氧化反应器机理模型，采用COM接口技术，实现PTA氧化反应器机理模型和现场PHD数据服务器的无缝数据集成，通过COM接口技术，将现场PHD数据服务器内的PTA氧化反应器操作实时操作数据输入PTA氧化反应器机理模型，在产品4CBA含量达标下，通过调用机理模型内部的酸耗优化命题对氧化反应器酸耗进行优化，并将计算所得的氧化反应器实时酸耗优化数据写入现场PHD数据服务器，从而为现场操作人员提供优化操作指导，实现PTA氧化反应器酸耗的实时优化。方法具体包括以下步骤1)设定实时优化间隔T分钟；2)通过COM接口，从现场PHD数据服务器获取装置操作数据；3)通过COM接口，将装置操作数据输入氧化反应器机理模型进行模拟计算；4)判断产品4CBA含量是否达标，是则进入下一步，否则进入步骤8)；5)通过COM接口，调用机理模型内部的酸耗优化命题对反应器酸耗进行优化，其优化命题表达式如下Min :yHACs. tf (χ, t, lv, ymc, Y4cba) = 0Ib1 ^ y4CBA ^ Ub1Ib2 ^ t ^ ub2Ib3 ^ Iv ^ Ub3其中yHAe表示反应器醋酸单耗，y4CBA表示产品4CBA含量，t表示反应器温度，Iv
3表示反应器液位，所有变量与方程均为模型采集的反应器集散控制系统DCS的内部数据；6)判断酸耗优化优化命题求解是否收敛，收敛则进入下一步，否则跳至步骤8)；7)通过COM接口，将机理模型优化所得的氧化反应器酸耗数据写入工厂PHD数据服务器；8)判断是否终止计算，是则终止，否则进入下一步；
9)等待 T 分钟，重复步骤 2)、3)、4)、5)、6)、7)、8)。所述的氧化反应器酸耗表示每生产1吨PTA，氧化反应器所消耗的醋酸量。所述的机理模型包含以下特性模型从PTA氧化反应机理出发，对PTA氧化反应器进行模拟计算。所述的酸耗优化命题包含以下特性目标函数为最小化反应器酸耗，约束包含产品 4CBA含量约束，反应器温度范围约束，反应器液位范围约束。所述的实时酸耗优化表示每隔T分钟，对反应器酸耗进行1次优化。本发明与现有技术相比具有的有益效果是(1)本发明的用于PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法，在传统方法无法进行实时优化的情况下，此方法实现了酸耗的实时优化。(2)本发明的用于PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法，过程简洁明了，易于实现。
图1为本方法在PTA3线氧化反应器实时酸耗优化的具体实例实现流程图。
具体实施例方式用于PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法，针对PTA生产过程中，氧化反应器酸耗无法实时优化的问题，使用PTA氧化反应器机理模型，采用COM接口技术，实现了 PTA氧化反应器机理模型和工厂PHD数据服务器的无缝数据集成，通过COM接口技术，将工厂PHD数据服务器内的装置操作数据实时输入PTA氧化反应器机理模型，在产品4CBA含量达标下， 通过调用机理模型内部的酸耗优化命题对氧化反应器酸耗进行优化，并将计算所得的氧化反应器实时酸耗优化数据写入工厂PHD数据服务器，从而实现PTA氧化反应器酸耗的实时优化。方法具体包括以下步骤1)设定实时优化间隔T分钟；2)通过COM接口，从工厂PHD数据服务器获取装置操作数据； 3)通过COM接口，将装置操作数据输入氧化反应器机理模型进行模拟计算；4)判断产品4CBA含量是否达标，是则进入下一步，否则进入步骤8)；5)通过COM接口，调用机理模型内部的酸耗优化命题对反应器酸耗进行优化，其优化命题表达式如下Min :yHACs. tf (χ, t, lv, ymc, Y4cba) = 0Ib1 ^ y4CBA ^ Ub1
Ib2 ^ t ^ Ub2Ib3 ^ Iv ^ Ub3其中yHAe表示反应器醋酸单耗，y4CBA表示产品4CBA含量，t表示反应器温度，Iv 表示反应器液位。6)判断优化命题求解是否收敛，收敛则进入下一步，否则跳至步骤8)7)通过COM接口，将机理模型优化所得的氧化反应器酸耗数据写入工厂PHD数据服务器；8)判断是否终止计算，是则终止，否则进入下一步；9)等待 T 分钟(如 T = 5 分钟)，重复步骤 2)、3)、4)、5)、6)、7)、8)。本发明采用aspen公司的商业软件，将上述相关操作参数数据输入aspen公司的程序后获得优化的操作数据，本实施例是将优化后的操作数据反馈给一线操作人员，由操作人员进行操作，并不要求直接反馈给控制器。PHD服务器为现场数据服务器，不但与反应器相连，而是还与现场所有装置连接在一起的。所述的氧化反应器酸耗表示每生产1吨PTA，氧化反应器所消耗的醋酸量。所述的机理模型包含以下特性模型从PTA氧化反应机理出发，对PTA氧化反应器进行模拟计算。所述的酸耗优化命题包含以下特性目标函数为最小化反应器酸耗，约束包含产品 4CBA含量约束，反应器温度范围约束，反应器液位范围约束。所述的实时酸耗优化表示每隔T分钟，对反应器酸耗进行1次优化。在本实施例中，针对本申请人的PTA3线氧化反应器进行实时酸耗优化。此实例实现过程如附图所示，实行步骤如下1)设定实时优化间隔5分钟；2)通过COM接口，从工厂PHD数据服务器获取装置操作数据；3)通过COM接口，将装置操作数据输入氧化反应器机理模型进行模拟计算；4)判断产品4CBA含量是否达标，是则进入下一步，否则进入步骤8)；5)通过COM接口，调用机理模型内部的酸耗优化命题对反应器酸耗进行优化，其优化命题表达式如下Min :yHACs. tf (χ, t, lv, ymc, Y4cba) = 01800 ( y4CBA ( 2800194 ^ t ^ 19860 ^ Iv ^ 75其中yHAe表示反应器醋酸单耗，y4CBA表示产品4CBA含量，t表示反应器温度，Iv 表示反应器液位。6)判断优化命题求解是否收敛，收敛则进入下一步，否则跳至步骤8) 7)通过COM接口，将机理模型优化所得的氧化反应器酸耗数据写入现场PHD数据服务器；8)判断是否终止计算，是则终止，否则进入下一步；9)等待 5 分钟，重复步骤 2)、3)、4)、5)、6)、7)、8)。
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如上所述，本发明也可以以许多不同形式实施，因此不应认为它局限于说明书列出的实施例。本发明采用的方法原理简洁清晰，灵活性很好，通过COM接口技术，实现了 PTA 氧化反应器机理模型和现场PHD数据服务器的无缝数据集成，通过调用机理模型内部的酸耗优化命题实现了氧化反应器酸耗的实时优化，解决了传统的优化方法无法实时优化反应器酸耗的问题。
权利要求
1.一种PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法，其特征在于在PTA生产过程中，使用 PTA氧化反应器机理模型，采用COM接口技术，实现PTA氧化反应器机理模型和现场PHD数据服务器的无缝数据集成，通过COM接口将现场PHD数据服务器内的PTA氧化反应器操作实时操作数据输入PTA氧化反应器机理模型，在产品4CBA含量达标下，通过调用机理模型内部的酸耗优化命题对氧化反应器酸耗进行优化，并将服务器计算所得的氧化反应器实时酸耗优化数据写入现场PHD数据服务器，从而为现场操作人员提供优化操作指导，实现PTA 氧化反应器酸耗的实时优化，方法具体包括以下步骤1)设定实时优化间隔T分钟；2)通过COM接口，从现场PHD数据服务器获取装置操作数据；3)通过COM接口，将装置操作数据输入氧化反应器机理模型进行模拟计算；4)判断产品4CBA含量是否达标，是则进入下一步，否则进入步骤8)；5)通过COM接口，调用机理模型内部的酸耗优化命题对反应器酸耗进行优化，其优化命题表达式如下Min :yHAC s. tf(x, t, lv, yHAC, Y4cba) = 0Ib1 ( Y4CBA ( Ub1Ib2 ^ t ^ ub2 Ib3 ^ Iv ^ ub3其中yHA。表示反应器醋酸单耗，74_表示产品4CBA含量，t表示反应器温度，Iv表示反应器液位。6)判断优化命题求解是否收敛，收敛则进入下一步，否则跳至步骤8)7)通过COM接口，将机理模型优化所得的氧化反应器酸耗数据写入工厂PHD数据服务器；8)判断是否终止计算，是则终止，否则进入下一步；9)等待T 分钟，重复步骤 2)、3)、4)、5)、6)、7)、8)。
2.根据权利要求1所述的一种PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法，其特征在于，所述的氧化反应器酸耗表示每生产1吨PTA，氧化反应器所消耗的醋酸量。
3.根据权利要求1所述的一种PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法，其特征在于，所述的机理模型包含以下特性模型从PTA氧化反应机理出发，对PTA氧化反应器进行模拟计笪弁。
4.根据权利要求1所述的一种PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法，其特征在于，所述的酸耗优化命题包含以下特性目标函数为最小化反应器酸耗，约束包含产品4CBA含量约束，反应器温度范围约束，反应器液位范围约束。
5.根据权利要求1所述的一种PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法，其特征在于，所述的实时酸耗优化表示每隔T分钟，对反应器酸耗进行1次优化。
全文摘要
本发明公开了一种PTA氧化反应器酸耗实时优化的方法。在PTA生产过程中，使用PTA氧化反应器机理模型，采用COM接口技术，实现PTA氧化反应器机理模型和现场PHD数据服务器的无缝数据集成，通过COM接口技术，将现场PHD数据服务器内的PTA氧化反应器操作实时操作数据输入PTA氧化反应器机理模型，在产品4CBA含量达标下，通过调用机理模型内部的酸耗优化命题对氧化反应器酸耗进行优化，并将计算所得的氧化反应器实时酸耗优化数据写入现场PHD数据服务器，从而为现场操作人员提供优化操作指导，实现PTA氧化反应器酸耗的实时优化。解决了传统离线优化方法无法实时优化反应器酸耗的问题，其原理简洁清晰，易于实施，可移植性好。
文档编号G05B13/04GK102486631SQ20101056783
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者丁家海, 乔一新, 周晓峰, 李维群, 沈品德, 蒋鹏飞, 赵均 申请人:中国石化扬子石油化工有限公司, 中国石油化工股份有限公司