[发明专利]一种从碳五馏分中用二聚方法分离环戊二烯的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于化工工艺、化学工程和控制工程交叉领域，涉及一种从裂解碳五馏分中分离环戊二烯的控制方法。

背景技术

油气裂解制乙烯工业副产约占乙烯产量10～20%的碳五馏份。富含环戊二烯、异戊二烯、间戊二烯、叔戊烯等重要化工原料。至今加热二聚仍是最广泛采用的裂解碳五馏分中分出环戊二烯的工业分离方法。该方法利用环戊二烯加热时比其它碳五烃易二聚的持点，将环戊二烯（CPD）加热二聚为双环戊二烯（DCPD），再利用双环戊二烯的沸点(166.6℃)明显高于其它碳五烃的沸点(30～45℃)，通过蒸馏即可从碳五馏分中将环戊二烯分出或与其它双烯烃同时分出。二聚反应在多个特制反应器中进行，控制反应温度以达到要求的转化率,以往的设计与操作都是给出经验值，由于实际操作过程中存在多种复杂的化学反应，根据经验值往往很难得到最优的反应结果。因此如何控制反应温度使异戊二烯损失最小并且出口处的环戊二烯含量最低，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种从碳五馏分中用二聚方法分离环戊二烯的控制方法，通过建立目标函数来计算温度的最优值，使异戊二烯损失最小并且出口处的环戊二烯含量最低，从而最大程度的回收双环戊二烯且使环戊二烯含量达到萃取精馏系统容许的范围。

本发明中的二聚反应在多个连续的反应器中进行,反应器可以是CSTR(连续搅拌槽反应器)或PFR(平推流反应器),本发明通过控制反应器温度使得异戊二烯损失最小并且出口处的环戊二烯含量最低，包括以下步骤:

建立目标函数： minTJ=αCAj+(1-α)Σj=1N(CBj-1-CBj)]]>

其中，Ｊ为异戊二烯损失量

α为权重系数（已知量）

C_Aj为第ｊ个反应器环戊二烯出口浓度（变量）

C_Bj为第ｊ个反应器异戊二烯出口浓度（变量）

C_Bj-1为第ｊ-１个反应器异戊二烯出口浓度（变量）

建立目标函数中各变量的函数表达式，其中各变量的函数表达式中只包含一个变量，即反应器温度Ｔ；

将各变量的函数表达式带入目标函数中，应用搜索算法求出异戊二烯损失量Ｊ最小时反应器温度Ｔ的最优值；

计控中心将反应器温度Ｔ的最优值给入各个控制回路，实现对反应温度的控制。

根据本发明，当反应器为CSTR(连续搅拌槽反应器)时，多个反应器串联使用，对于第j个CSTR出口物料浓度为：

C_Aj＝(-(1+k_2jτ_jC′_Bj)+((1+k_2jτ_jC′_Bj)²-4k_1jτ_j(C_Aj-1+k_rjτ_jC′_Cj))^1/2)/2k_1jτ_j

C_Bj＝C_Bj-1/(1+k_2jτ_jC′_Aj)