[发明专利]原料反应动力学模型建模方法、控制装置

说明书

本发明实施例提供原料反应动力学模型建模方法、控制装置，所述方法包括：确定原料进行催化加氢反应中，催化加氢反应的升温阶段的生成物；对所述原料的催化加氢反应中的反应物和所述生成物进行划分；根据所述原料和所述生成物的催化反应机理构建相应的反应网络；以及根据所述反应网络建立所述原料的催化加氢反应数学模型方程。可以实现对菲催化加氢反应升温过程的准确描述，了解升温阶段菲催化加氢反应途径及该过程中对菲催化反应生成物的分布影响。

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体地涉及一种原料反应动力学模型建模方法、控制装置。

背景技术

煤直接液化技术是在高温、高压条件下，使用供氢溶剂及催化剂，使煤中复杂的有机高分子结构发生转变，从而将煤中有机质转化为液体油的一种洁净煤技术。其本质是在适当氢压、温度、催化剂和溶剂的条件下，提高H/C原子比，实现固体煤向液体油的转变^[1]。而煤与石油有机结构的主要区别在于煤是由不同芳环数的缩合芳烃构成的结构元组成，通过加氢液化能够将煤中桥键打开，解离出芳烃结构，进而制得芳烃化合物。然而对于煤直接液化下升温阶段芳烃加氢转化的研究并不多。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种原料反应动力学模型建模方法、控制装置，其中该建模方法可以实现对菲催化加氢反应升温过程的准确描述，了解升温阶段菲催化加氢反应途径及该过程中对菲催化反应生成物的分布影响。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种原料反应动力学模型建模方法，所述方法包括：确定原料进行催化加氢反应中，催化加氢反应的升温阶段的生成物；对所述原料的催化加氢反应中的反应物和所述生成物进行划分；根据所述原料和所述生成物的催化反应机理构建相应的反应网络；以及根据所述反应网络建立所述原料的催化加氢反应数学模型方程。

可选的，所述原料包括菲和四氢萘。

可选的，所述对所述原料的催化加氢反应中的反应物和所述生成物进行划分包括：

将所述反应物和所述生成物划分为11组分；

其中，所述反应物包括2种组分，即，所述原料菲和四氢萘；

所述生成物包括以下8中组分：二氢菲、四氢菲、1,10-八氢菲、1,8-八氢菲、中环断裂生成物、萘、十氢萘、烷基苯以及四氢蒽。可选的，所述方法还包括：对所述动力学模型的参数进行参数估计，其中所述参数估计包括以下优化方式：

其中，i＝1-n，表示包括n组数据，j＝1-m，表示包括m个组分，x表示所述反应物的浓度，F表示所述反应物浓度的实验值和计算值差的平方和；

其中，所述优化方式为以计算得到所述平方和的最小值为优化条件进行优化。

本发明实施例还提供一种原料反应动力学模型建模控制装置，所述控制装置包括控制器，所述控制器用于执行以下操作：

确定原料进行催化加氢反应中，催化加氢反应的升温阶段的生成物；

对所述原料的催化加氢反应中的反应物和所述生成物进行划分；

根据所述原料和所述生成物的催化反应机理构建相应的反应网络；以及

根据所述反应网络建立所述原料的催化加氢反应数学模型方程。

可选的，所述原料包括菲。

可选的，所述对所述原料的催化加氢反应中的反应物和所述生成物进行划分包括：

将所述反应物和所述生成物划分为11组分；

其中，所述反应物包括2种组分，即，所述原料菲和四氢萘；