[发明专利]一种动态连续搅拌釜反应器的建模方法及装置

权利要求书

1.一种动态连续搅拌釜反应器的建模方法，其特征在于，包括：

获取反应器内各进料流股的摩尔流量值、各气相出料的摩尔流量值、各液相出料的摩尔流量值、各进料流股的摩尔焓值、各液相出料的摩尔焓值、各气相出料的摩尔焓值、反应器热量值、液相出料流股中各组分的摩尔分数值、气体出料流股中各组分的摩尔分数值、进料流股中各组分的摩尔分数值、反应器的总体积值；

获取初始温度值、初始压力值、各反应物质的初始组分及各反应物质的化学计量关系；

根据闪蒸算法计算出反应器中的初始总摩尔数及初始摩尔焓值；

根据公式k＝A*exp(-E/R*T)*T^B计算出反应速率R；根据反应速率R及所述各反应物质的化学计量关系计算出各反应物质的当前反应速率值，其中，k、A、E、B为常量，T为初始温度值；

根据公式M_t+Δt＝M_t+Δt*(∑F_in-F_v-F_l+V*ΣR_i)计算出经过预设时间间隔后的总摩尔数，其中，Δt为预设时间间隔，M_t为初始总摩尔数、F_in为各进料流股的摩尔流量值、F_v为各气相出料的摩尔流量值、F_l为各液相出料的摩尔流量值、V为反应器的总体积值、R_i为各反应物质的当前反应速率值，M_t+Δt为经过预设时间间隔后的总摩尔数；

根据公式

计算出经过预设时间间隔后的摩尔焓值，其中，H_t为初始摩尔焓值、H_in为各进料流股的摩尔焓值、H_l为各液相出料的摩尔焓值、H_v为各气相出料的摩尔焓值、Q为反应器热量值，H_t+Δt为经过预设时间间隔后的摩尔焓值；

根据公式

计算出经过预设时间间隔后的各反应物质的组分，其中，C_i(t)为第i个反应物质的初始组分，C_i(l)为液相出料流股中各组分的摩尔分数值，C_i(v)为气体出料流股中各组分的摩尔分数值，为C_i(in)进料流股中各组分的摩尔分数值、C_i(t+Δt)为经过预设时间间隔后的各反应物质的组分；

根据所述经过预设时间间隔后的总摩尔数、所述经过预设时间间隔后的摩尔焓值、所述经过预设时间间隔后的各反应物质的组分计算出经过预设时间间隔后的温度值；

根据所述经过预设时间间隔后的温度值计算出经过预设时间间隔后各反应物质的反应速率值。

2.一种动态连续搅拌釜反应器的建模装置，其特征在于，包括：第一获取模块、第二获取模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块、第五计算模块、第六计算模块及第七计算模块；

所述第一获取模块，用于获取反应器内各进料流股的摩尔流量值、各气相出料的摩尔流量值、各液相出料的摩尔流量值、各进料流股的摩尔焓值、各液相出料的摩尔焓值、各气相出料的摩尔焓值、反应器热量值、液相出料流股中各组分的摩尔分数值、气体出料流股中各组分的摩尔分数值、进料流股中各组分的摩尔分数值、反应器的总体积值；

所述第二获取模块，用于获取初始温度值、初始压力值、各反应物质的初始组分及各反应物质的化学计量关系；

所述第一计算模块，用于根据闪蒸算法计算出反应器中的初始总摩尔数及初始摩尔焓值；

所述第二计算模块，用于根据公式k＝A*exp(-E/R*T)*T^B计算出反应速率R；根据反应速率R及所述各反应物质的化学计量关系计算出各反应物质的当前反应速率值，其中，k、A、E、B为常量，T为初始温度值；

所述第三计算模块，用于根据公式M_t+Δt＝M_t+Δt*(∑F_in-F_v-F_l+V*ΣR_i)计算出经过预设时间间隔后的总摩尔数，其中，Δt为预设时间间隔，M_t为初始总摩尔数、F_in为各进料流股的摩尔流量值、F_v为各气相出料的摩尔流量值、F_l为各液相出料的摩尔流量值、V为反应器的总体积值、R_i为各反应物质的当前反应速率值，M_t+Δt为经过预设时间间隔后的总摩尔数；

所述第四计算模块，用于根据公式

计算出经过预设时间间隔后的摩尔焓值，其中，H_t为初始摩尔焓值、H_in为各进料流股的摩尔焓值、H_l为各液相出料的摩尔焓值、H_v为各气相出料的摩尔焓值、Q为反应器热量值，H_t+Δt为经过预设时间间隔后的摩尔焓值；

所述第五计算模块，用于根据公式

计算出经过预设时间间隔后的各反应物质的组分，其中，C_i(t)为第i个反应物质的初始组分，C_i(l)为液相出料流股中各组分的摩尔分数值，C_i(v)为气体出料流股中各组分的摩尔分数值，为C_i(in)进料流股中各组分的摩尔分数值、C_i(t+Δt)为经过预设时间间隔后的各反应物质的组分；

所述第六计算模块，用于根据所述经过预设时间间隔后的总摩尔数、所述经过预设时间间隔后的摩尔焓值、所述经过预设时间间隔后的各反应物质的组分计算出经过预设时间间隔后的温度值；

所述第七计算模块，用于根据所述经过预设时间间隔后的温度值计算出经过预设时间间隔后各反应物质的反应速率值。