[发明专利]分子尺度反应器模型的确定方法和装置

说明书

本申请提供一种分子尺度反应器模型的确定方法和装置，该方法包括：获取初始分子尺度反应器模型，基于预设步长，对初始分子尺度反应器模型进行解耦离散化处理，得到包含多段反应器模型的目标分子尺度反应器模型，其中，预设步长是基于实验数据获取的，对于同一物质，基于预设步长进行解耦离散化处理前后的分子尺度反应器模型得到的产物差异满足预设精度要求。本申请提供的分子尺度反应器模型能够大大提高求解效率。

技术领域

本申请涉及化学反应工程技术领域，尤其涉及一种分子尺度反应器模型的确定方法和装置。

背景技术

随着环保法规的日益严格，清洁油品的生产受到越来越广泛的关注，与之相关的工艺、设备、催化剂以及过程模型的开发也受到了广泛的关注。在环保法规和数字化转型的双重压力下，构建反映过程机理的分子尺度反应动力学模型，可对炼厂的精细化、智能化管理提供更有效的技术路线。

目前，常用的分子尺度反应动力学模型具有预测大量宏观性质的能力，几乎已完成了石油加工过程所有复杂反应体系的建模。但是，随着建模过程深入分子甚至机理层次，分子尺度反应动力学模型中的分子数和反应数也呈指数级增长。此外，为了分子尺度反应动力学模型的工业应用，分子尺度反应动力学模型还需与质量传递、热量传递耦合，以建立分子尺度反应器模型，这导致了分子尺度反应器模型的求解效率急剧下降。过长的求解时间，限制了分子尺度反应动力学模型的进一步工业应用。因此，亟需一种新的确定分子尺度反应器模型的方案。

发明内容

本申请提供一种分子尺度反应器模型的确定方法和装置，以解决分子尺度反应器模型的求解效率急剧下降的问题。

第一方面，本申请提供一种分子尺度反应器模型的确定方法，包括：

获取初始分子尺度反应器模型；

基于预设步长，对初始分子尺度反应器模型进行解耦离散化处理，得到包含多段反应器模型的目标分子尺度反应器模型；

其中，预设步长是基于实验数据获取的，对于同一物质，基于预设步长进行解耦离散化处理前后的分子尺度反应器模型得到的产物差异满足预设精度要求。

可选的，预设步长是通过以下方式获取的：

构建初始分子尺度反应器模型；

基于初始分子尺度反应器模型，获取第一产物及第一产物对应的第一特征参数；

基于样本步长，对初始分子尺度反应器模型进行解耦离散化处理，得到包含至少两段反应器模型的待选分子尺度反应器模型；

基于待选分子尺度反应器模型，获取第二产物及第二产物对应的第二特征参数；

根据第一产物、第一特征参数、第二产物和第二特征参数，确定第一产物和第二产物的产物差异；

若产物差异不满足预设精度要求，则调整样本步长，并执行基于样本步长，对初始分子尺度反应器模型进行解耦离散化处理，得到包含至少两段反应器模型的待选分子尺度反应器模型的步骤，直至产物差异满足预设精度要求；

确定产物差异满足预设精度要求时对应的样本步长为预设步长。

可选的，对初始分子尺度反应器模型进行解耦离散化处理，包括：

对初始分子尺度反应器模型进行分段处理，解耦离散化处理包括分段处理。

可选的，第一特征参数包括质量和温度，基于初始分子尺度反应器模型，获取第一产物及第一产物对应的第一特征参数，包括：

根据龙格库塔方法和初始分子尺度反应器模型，获取第一产物；

根据质量平衡微分方程，确定第一产物中气液两相的质量；

根据热量平衡微分方程，确定第一产物中气液两相的反应温度。