[发明专利]一种催化汽油脱硫反应器分配盘抗流致磨损设计方法

权利要求书

1.一种催化汽油脱硫反应器分配盘抗流致磨损设计方法，其特征在于：方法步骤具体如下：

步骤1)根据催化汽油脱硫反应器的原始结构参数，初步选定若干可调变量；

步骤2)采用筛选试验设计方法对催化汽油脱硫反应器分配盘的可调变量进行筛选，筛选保留的可调变量作为影响变量；

步骤3)采用拉丁超立方抽样方法对步骤2)获得的各个影响变量进行抽样构建不同设计方案，并对不同的设计方案进行数值模拟计算获得流致磨损率E和气固接触效率C_E；

4)建立气固接触效率C_E和流致磨损率E的代理模型，各设计方案对应的气固接触效率C_E和流致磨损率E以及各设计方案中的影响变量取值代入求解获得代理模型中的各项系数，从而确定代理模型；

5)以最小流致磨损率和稳定气固接触效率为优化目标，根据步骤4)获得的气固接触效率C_E和流致磨损率E的代理模型建立目标函数，对目标函数进行求解获得各个影响变量的最佳取值，以各个影响变量的最佳取值作为催化汽油脱硫反应器分配盘抗流致磨损设计结果。

2.根据权利要求1所述的一种催化汽油脱硫反应器分配盘抗流致磨损设计方法，其特征在于：所述步骤1)中选定的可调变量包括八个变量，分别为泡罩下端面到分配盘上表面的距离h₁、泡罩的齿数m、泡罩内腔的半径r₁、分配盘上升降管的高度h₂、吸附剂颗粒的堆积高度h₃、物料进口流速v、吸附剂颗粒的球形度吸附剂颗粒的粒径D_p。

3.根据权利要求1所述的一种催化汽油脱硫反应器分配盘抗流致磨损设计方法，其特征在于：所述步骤2)具体为：

按照筛选试验设计方法确定各个可调变量的试验组，采用气固两相流致磨损特性计算方法计算不同试验组对应的流致磨损率E和气固接触效率C_E；

将不同试验组的流致磨损率E和气固接触效率C_E的计算结果作为样本进行统计分析，作标准化效应的排列分布图，并且按照以下公式计算获得各可调变量的显著性检验值：

式中，T_xi、P_xi分别表示第i个可调变量的第一显著性检验值、第二显著性检验值，xi表示第i个可调变量；表示样本平均数，S^*表示样本标准差，n表示样本数量，μ表示样本的期望，表示t分布的上侧分位数；

然后进行以下判断：

若满足第一显著性检验值T_xi≠0，但第二显著性检验值P_xi值小于0.05，则将可调变量保留作为影响变量；否则不将可调变量保留作为影响变量。

4.根据权利要求1所述的一种催化汽油脱硫反应器分配盘抗流致磨损设计方法，其特征在于：所述步骤3)具体为：

3.1)将各影响变量归一化为0-1数值区间，对各影响变量进行统计分析，将优化变量的0-1数值区间划分为M个不重叠且概率相等的区间；

3.2)在每一个区间上对各个影响变量进行随机取值构成一个采样点，每个采样点代表不同影响变量组合的设计方案，取多个采样点作为矩阵的元素存储在一个T×M的采样点矩阵Q中，表示为：

Q_TM＝{x₁～x_N}

其中，Q_TM表示采样点矩阵Q的第T行第M列元素，x₁表示第1个影响变量在0-1数值区间中的取值，x_N表示第N个影响变量在0-1数值区间中的取值；

3.3)将采样点矩阵Q中的每一行元素重新随机排列，获得拉丁超立方样本矩阵W，表示为：

式中：W为拉丁超立方样本矩阵；表示采样点矩阵Q的第x_N行第M列元素，W_NM表示采样点矩阵Q的第N行第M列元素；

3.4)采用数值模拟计算方法对拉丁超立方样本矩阵中的每个采样点进行计算求解，获得各设计方案对应的流致磨损率E和气固接触效率C_E。