[发明专利]多变量过程控制器和用于控制催化化学反应的方法

权利要求书

1.用于控制催化化学反应以形成邻苯二甲酸酐(PA)的多变量方法， 该方法包括：

提供包括化学反应器(930)的生产单元(900)，所述化学反应器包含多个 并行连接的管(932)，该管具有附有至少一种固体催化剂(936)的内表面，所 述化学反应器(930)通过在所述化学反应器(930)的一个或多个入口接受反 应物流来实施形成邻苯二甲酸酐产物所用的过程，所述反应物包括氧化性空气 和至少一种可氧化的取代芳族化合物；

提供用于所述过程的动态多变量模型，该动态多变量模型表示改变多个操 纵变量(MV)对受控变量(CV)的影响，所述操纵变量包含所述氧化性空气 的流量和所述可氧化的取代芳族化合物的流量或温度，所述受控变量包括沿所 述管(932)的长度的多个位置的温度；

在该方法期间，测量涉及所述邻苯二甲酸酐产物生产中催化剂(936)性能的 第一参数和包含所述多个位置中的一个或多个位置的所述温度的第二参数；和

使用所述动态多变量模型，基于至少所述测量的第一参数来自动调节所述 多个位置中的所述温度。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述测量的第一参数包含转化成所述邻 苯二甲酸酐产物的转化效率。

3.如权利要求2所述的方法，还包括通过使所述氧化性空气的流率最小化 并且维持所述氧化性空气的足够流率来为所述转化效率获得预定的最小值，而 控制所述反应物在所述化学反应器(930)内的保留时间的步骤。

4.如权利要求1所述的方法，还包括在所述化学反应器(930)的逐级试验 期间产生所述动态多变量模型的步骤，其通过使用多个不同测试信号测量响应 于所述操纵变量的改变的所述受控变量的值。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述操纵变量还包含选自由如下组成的 组中的至少一种：萘的流量，邻二甲苯的流量，所述氧化性空气的流量，与所 述萘或所述邻二甲苯相关的蒸发器温度，和与所述化学反应器(930)相关的盐 浴温度。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述动态多变量模型使所述操纵变量的 移动与二次程序(QP)配合以满足用户输入控制和最优化目标，所述目标包含 所述操纵变量和所述受控变量。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述测量步骤包括测量所述氧化性空气 的流量，所述测量所述氧化性空气的流量进一步包括与所述氧化性空气的流量 相关的Kalman滤除数据的步骤。

8.用于控制在生产单元内进行的催化化学反应的多变量过程控制器(910)， 所述生产单元包含反应器进料工段(920)和化学反应器(930)，该化学反应器 (930)包含多个并行连接的具有附有至少一种固体催化剂(936)的内表面的管 (932)，所述化学反应器(930)通过在所述化学反应器(930)的至少一个入口 接受反应物流来实施形成邻苯二甲酸酐(PA)产物所用的过程，所述反应物包 括氧化性空气和至少一种可氧化的取代芳族化合物，其中所述多变量过程控制 器包含：

CPU，其具有被储存的用于所述过程的动态多变量模型，所述动态多变量 模型表示改变多个操纵变量(MV)对受控变量(CV)的影响，所述操纵变量 包含所述氧化性空气的流量和可氧化的取代芳族化合物的流量或温度，所述受 控变量包括沿所述管(932)的长度的多个位置的温度；

配接至所述CPU的用以在所述过程中接受过程信息的多个输入端，所述过 程信息包含与所述邻苯二甲酸酐产物生产中所述催化剂(936)性能相关的测量 的第一参数和含有所述多个位置处的所述温度的测量的第二参数，和

由所述CPU驱动的多个输出端，用以发送控制信号来调节所述多个位置中 的温度，该调节使用所述动态多变量模型且取决于至少所述测量的第一参数。

9.如权利要求8所述的多变量过程控制器，其中所述测量的第一参数包含 转化成所述邻苯二甲酸酐产物的转化效率。

10.如权利要求9所述的多变量过程控制器，其中所述多变量过程控制器通 过使所述氧化性空气的流率最小化并且维持所述氧化性空气的足够流率来为所 述转化效率获得预定的最小值，而控制所述反应物在所述化学反应器(930)内 的保留时间。