一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法与流程

本发明涉及化工领域，具体涉及一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法。

背景技术：

1、在甲烷氯化物的生产过程中，热氯化反应器是一个关键的设备。这种反应器的主要功能是通过控制氯甲烷和氯气的配比，来实现甲烷和氯的有效反应。然而，这种控制方式通常需要人为进行调节，这就意味着操作人员需要根据反应器的温度和系统的组分变化，不断地进行调整。

2、这种人为调节的方式，虽然可以实现对反应过程的精确控制，但是也存在一些问题。首先，这种方式的工作量非常大，因为操作人员需要时刻关注反应器的状态，随时进行调整。其次，这种方式对操作人员的经验和技能要求非常高，如果操作人员的经验不足或者操作不当，很容易产生误差。

3、这些误差可能会对生产过程产生严重的影响。例如，如果氯甲烷和氯气的配比控制不当，可能会导致反应温度过高或过低，从而影响到反应的效率和产品的质量。此外，频繁的人为调节也可能会增加设备的磨损，从而影响到设备的使用寿命。

4、因此，虽然人为调节的方式在一定程度上可以实现对甲烷氯化物生产过程的控制，但是也存在一些问题和挑战。为了解决这些问题，我们需要寻找更有效、更精确的控制方式，以提高生产效率，保证产品质量，同时也减轻操作人员的工作压力。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，解决当前甲烷氯化物热氯化反应生产比值通过人为调节的方式不仅工作量大，而且对操作人员的经验要求较高的问题；

2、本发明提供了一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法，包括以下步骤：

3、s1、监测、记录并收集反应器温度、氯甲烷和氯气的流量数据；

4、s2、取反应器七支温度计按数据进行排列，取七组温度数据的中值，参与比值的预测；

5、s3、利用pid控制器，将s2中所得到的温度中值作为pid参数控制输入，并给pid参数设定一个温度目标值，通过pid参数计算得到氯甲烷及氯气预测比值f1；

6、s4、计算得出氯甲烷及氯气的实际比值f0，并与预测比值f1进行对比；

7、s5、当预测比值与实际比值存在偏差时，可以通过增减氯气的流量来调整比值，通过调整pid参数来消除预测比值f1与实际比值f0的偏差；

8、s6、将该pid输出参数直接送入氯甲烷和氯气比值控制器，形成闭环控制。

9、进一步地，所述温度目标值为反应器的工艺指标温度区间的中值。

10、进一步地，所述调整比值的方法是根据当前氯甲烷的流量，调整氯气调节阀的开合程度，进而控制氯气的流量，从而实现氯气与氯甲烷配比的调整。

11、进一步地，所述闭环控制的整体逻辑为通过检测反应器温度，将温度参数传递给比值预测模型，比值预测模型所预测比值输出至比值控制器，比值控制器根据当前的比值变化控制氯气调节阀的开合程度，通过改变氯气与氯甲烷的比值改变反应器温度形成闭环。

12、进一步地，所述比值变化超过设定阈值的时候，将控制系统由自动控制切换为手动控制。

13、作为一种优选方案，所述设定阈值为温度在500ms内变化幅度大于0.03。

14、本发明有益效果在于：

15、1、本发明通过设置和调整pid参数以及增加预测控制模型，利用多个反应器温度变化趋势，对参与反应的氯甲烷和氯气的比值的跟踪和实时比值的监测，并将预测到的比值作为比值控制器的输入进行氯甲烷和氯气配比的调节。这样实现了氯气与氯甲烷比值的预测控制，有效地减少了人工操作的需求，实现了热氯化反应进料的全自动控制，稳定了反应器的生产工况。

16、2、本发明通过设置了比值设定与实时比值之间的偏差阈值，当偏差超过设定值时，自动将比值控制器切换至手动状态。这样做可以避免物料配比失衡导致生产安全事故的发生。

技术特征：

1.一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法，其特征在于：所述温度目标值为反应器的工艺指标温度区间的中值。

3.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法，其特征在于：所述调整比值的方法是根据当前氯甲烷的流量，调整氯气调节阀的开合程度，进而控制氯气的流量，从而实现氯气与氯甲烷配比的调整。

4.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法，其特征在于：所述温度目标值为反应器的工艺指标温度区间的中值。

5.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法，其特征在于：所述闭环控制的整体逻辑为通过检测反应器温度，将温度参数传递给比值预测模型，比值预测模型所预测比值输出至比值控制器，比值控制器根据当前的比值变化控制氯气调节阀的开合程度，通过改变氯气与氯甲烷的比值改变反应器温度形成闭环。

6.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法，其特征在于：所述比值变化超过设定阈值的时候，将控制系统由自动控制切换为手动控制。

7.根据权利要求6所述的一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法，其特征在于：所述设定阈值为温度在500ms内变化幅度大于3%。

技术总结本发明涉及化工装置领域，提供一种用于甲烷氯化物热氯化反应生产的比值预测控制方法，包括：监测、记录并收集反应器温度、氯甲烷和氯气的流量数据；取反应器七支温度计按数据进行排列，取七组温度数据的中值；通过PID参数计算得到氯甲烷及氯气预测比值F1；计算得出氯甲烷及氯气的实际比值F0，并与预测比值F1进行对比；通过增减氯气的流量来调整比值，通过调整PID参数来消除预测比值F1与实际比值F0的偏差；将该PID输出参数直接送入氯甲烷和氯气比值控制器。本发明的有益效果在于：实现了氯气与氯甲烷比值的预测控制，有效地减少了人工操作的需求，实现了热氯化反应进料的全自动控制，稳定了反应器的生产工况。技术研发人员：李刚,孙久栋,张志广,徐迪,王海霞,刘广铎,任学坤受保护的技术使用者：聊城鲁西氯甲烷化工有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11