[发明专利]基于传感器阵列和人工神经网络的烯烃四元气相共聚方法

说明书

本申请涉及烯烃聚合技术领域，公开了一种基于传感器阵列和人工神经网络的烯烃四元气相共聚方法，包括：采集反应器内不同混合气组成下对应的在线密度黏度计的密度读数、黏度读数和热导检测器的读数，得到样本数据集；建立并训练基于人工神经网络的反应器内气相组成检测模型；将训练好的模型嵌入至DCS中，对烯烃四元气相共聚合时反应器内气相组成进行线上实时检测；根据实时气相组成，通过质量衡算对各聚合单体的瞬时消耗速率进行监测；根据监测的瞬时消耗速率，对共聚物瞬时共聚组成进行控制。这样能够对反应器内气相组成进行线上实时、精确检测，实现对各聚合单体瞬时消耗速率的监测，以及对共聚物瞬时共聚组成的高精度实时控制，且成本低。

技术领域

本发明涉及烯烃聚合技术领域，特别是涉及一种基于传感器阵列和人工神经网络的烯烃四元气相共聚方法。

背景技术

烯烃四元气相共聚合是指气相聚合反应器内有四元混合气体的烯烃气相聚合，以乙烯/丙烯/1-丁烯三元共聚时、加入少量氢气调节聚合产物分子量以满足加工性能要求为典型代表。众所周知，调节气相共聚条件(如反应温度、压力、反应器内气相组成和聚合时间等工艺操作条件)可以调节聚合产物的结构和性能。因此，从气相聚合反应器层次考虑，获得反应器内温度和压力良好的控制能力是必须的，其次，针对气相聚合下反应器内气体氛围而言，尤其涉及到共聚时，获得反应器内气相组成情况也是极为必要的；从聚合动力学研究角度来说，反应器内气相组成是重要的过程参数，在获取了反应器内气相组成后，根据质量衡算可以计算出气相下不同单体的瞬时消耗速率，这为气相聚合动力学研究提供了极大方便。

以上，检测气相聚合反应器内气相组成很有意义，气相组成的在线检测也可以为气相共聚工艺的实施提供技术保障，尤其是多区循环反应器技术涉及不同气氛间切换。现有检测气体组成的方法主要有气相色谱技术和红外光谱技术两种手段，其中气相色谱技术响应慢、滞后长，限制其运用于实时检测气相聚合反应器内气相组成；红外光谱技术的响应速度基本能满足气相聚合反应器内气相组成检测，但其设备费用昂贵。并且现有检测气体组成的方法并不能实现对烯烃四元气相共聚合时反应器内气相组成的实时、高精度、低成本检测，以及对共聚物瞬时共聚组成的实时控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于传感器阵列和人工神经网络的烯烃四元气相共聚方法，可以对反应器内气相组成进行线上实时、精确检测，进而实现对各聚合单体瞬时消耗速率的监测，以及对共聚物瞬时共聚组成的高精度实时控制，且成本低。其具体方案如下：

一种基于传感器阵列和人工神经网络的烯烃四元气相共聚方法，包括：

采集反应器内不同混合气组成下对应的在线密度黏度计的密度读数、黏度读数和热导检测器的读数，得到样本数据集；所述在线密度黏度计与所述热导检测器组成气体物性传感器阵列且串联在反应器顶部连接的尾气线上；

根据所述样本数据集，建立并训练基于人工神经网络的反应器内气相组成检测模型；

将训练好的基于人工神经网络的反应器内气相组成检测模型嵌入至DCS中，对烯烃四元气相共聚合时反应器内气相组成进行线上实时检测；

根据反应器内实时气相组成，通过质量衡算对烯烃四元气相共聚合时各聚合单体的瞬时消耗速率进行监测；

根据监测的各聚合单体瞬时消耗速率，调节各聚合单体的进料速率，对烯烃四元气相共聚合时共聚物瞬时共聚组成进行控制。

优选地，在本发明实施例提供的上述烯烃四元气相共聚方法中，在所述采集反应器内不同混合气组成下对应的在线密度黏度计的密度读数、黏度读数和热导检测器的读数之前，还包括：

利用DCS控制进料线上的各单体科里奥利质量流量控制器，使四种聚合单体以恒定质量流量比依次流入反应器、尾气线、在线密度黏度计、热导检测器；

通过改变各聚合单体的质量流量比，得到反应器内不同组成的混合气。