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反應(yīng)過(guò)程溫度控制是反應(yīng)過(guò)程操作中十分重要的一環(huán),,也是相對(duì)復(fù)雜的部分,。溫度控制的技術(shù)水平往往直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量??刂频男ЧQ于溫度控制方法,。常見(jiàn)的反應(yīng)溫度控制分為升溫、恒溫,、降溫幾個(gè)階段,,或者需要經(jīng)歷多次升溫、恒溫,、降溫過(guò)程(取決于工藝要求),。根據(jù)工藝的不同夾套循環(huán)介質(zhì)一般有水、導(dǎo)熱油,、蒸汽,、冷凍鹽水等,。在升溫階段要求在最少能耗下或最短時(shí)間內(nèi)或按照一定的速度使反應(yīng)溫度達(dá)到工藝要求的恒溫溫度。如何判斷最佳的過(guò)渡切入點(diǎn)(即關(guān)升溫?zé)崴y或蒸汽閥或?qū)嵊烷y的點(diǎn)),,如何實(shí)現(xiàn)過(guò)渡到恒溫的溫度波動(dòng)小,,需要一些優(yōu)化的算法。過(guò)渡階段要求時(shí)間短,,并要求平穩(wěn)地進(jìn)入恒溫控制段,;恒溫階段要求反應(yīng)溫度控制在工藝要求的偏差范圍內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)這些溫控目標(biāo),,需要采用溫度控制優(yōu)化技術(shù)如溫度預(yù)測(cè)算法,、過(guò)渡算法、恒溫控制算法等,,才能有效地滿足各個(gè)階段的溫度控制要求,。
以下是某種反應(yīng)過(guò)程的控制技術(shù)是實(shí)例:該反應(yīng)前期需要升溫、恒溫時(shí)放熱反應(yīng)需要通夾套冷卻水降溫,、后期需要降溫,。各階段控制的描述:?升溫階段在升溫階段,熱水閥打開(kāi),,通過(guò)夾套循環(huán)將夾套熱量傳遞給反應(yīng)釜內(nèi),,釜內(nèi)溫度逐漸升高,若釜內(nèi)溫度升的太高進(jìn)入過(guò)渡階段,,則可能無(wú)法平穩(wěn)過(guò)渡到恒溫階段,,同時(shí)也增加了升溫時(shí)間,浪費(fèi)了熱能,;若釜內(nèi)溫度升的太低進(jìn)入過(guò)渡階段,,則可能需要較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到恒溫設(shè)定溫度,甚至需要二次升溫,,將會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量,。因此尋找一個(gè)最優(yōu)的關(guān)熱水時(shí)刻(過(guò)渡切入點(diǎn)),對(duì)升溫控制很重要,。采用溫度預(yù)測(cè)算法,,可以獲得最優(yōu)的精確控制。
溫度預(yù)測(cè)算法以設(shè)定釜溫T0,、釜溫測(cè)量值T1,、夾套溫度測(cè)量值T2=(T2+T3)/2三者為主要參數(shù),以?shī)A套溫度變化率,、釜內(nèi)溫度變化率或者反應(yīng)釜傳熱條件及熱平衡算法等為輔助模塊,,使得在最小能耗下縮短升溫時(shí)間。其簡(jiǎn)單形式如下:T1≥T0-(T2-T0)×σ-K①其中 K :補(bǔ)償系數(shù)σ:測(cè)量系數(shù)?過(guò)渡階段進(jìn)入過(guò)渡階段,熱水閥關(guān)閉,,夾套通過(guò)冷水調(diào)節(jié)閥,,將多余的熱量置換出去。在置換過(guò)程中有可能出現(xiàn):(1)夾套補(bǔ)充冷水太多,,使得釜溫遲遲不能達(dá)到設(shè)定反應(yīng)溫度,;(2)夾套補(bǔ)充冷水太少,夾套溫度偏高,,抑制不住釜內(nèi)溫度上升趨勢(shì),,釜溫超調(diào)導(dǎo)致恒溫段釜內(nèi)溫度波動(dòng)太大,需要長(zhǎng)時(shí)間的控制調(diào)整,。這些將直接影響到裝置生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,。過(guò)渡給水采用離散算法,能有效控制釜內(nèi)溫度上升速率,,達(dá)到迅速平穩(wěn)切入恒溫的目的,。通過(guò)給夾套離散補(bǔ)充冷卻水,將反應(yīng)釜內(nèi)溫度上升速率控制在一定范圍之內(nèi),,其補(bǔ)充水量(幅度)與離散周期時(shí)間主要由釜內(nèi)溫度變化率與循環(huán)水溫度決定,。在過(guò)渡算法中還引入了多級(jí)溫度保護(hù)機(jī)制以避免夾套溫度降得太低延長(zhǎng)過(guò)渡時(shí)間或二次升溫。?恒溫階段溫度波動(dòng)是由于反應(yīng)過(guò)程放熱量與帶走熱量不平衡引起的,。當(dāng)釜溫上升時(shí),,反應(yīng)熱就會(huì)迅速增加,反過(guò)來(lái)又提高了反應(yīng)溫度,,如不及時(shí)移走熱量,,溫度迅速升高即會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)廢或安全問(wèn)題;若某一隨機(jī)干擾使釜溫下降時(shí),,如不及時(shí)調(diào)節(jié)循環(huán)量,,溫度會(huì)迅速下降即會(huì)造成反應(yīng)速度過(guò)慢或停止。由于在過(guò)渡階段采用離散算法的特殊控制手段,,保證了釜溫能平穩(wěn)地進(jìn)入恒溫階段。切入恒溫后,,在正常情況下將設(shè)定釜溫(T0)作為PID串級(jí)調(diào)節(jié)回路中主環(huán)(PID1)設(shè)定值,,釜內(nèi)溫度(T1)為主環(huán)測(cè)量值,夾套溫度(T2)為副環(huán)測(cè)量值,。北京世紀(jì)森朗,,全自動(dòng)反應(yīng)釜,加氫高壓反應(yīng)釜,,自動(dòng)化反應(yīng)釜,,實(shí)驗(yàn)反應(yīng)裝置
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