[发明专利]MX氧化过程优化的模拟方法及模拟系统

说明书

本发明涉及一种MX氧化过程优化的模拟方法及模拟系统，所述模拟方法的步骤包括生成用于模拟MX氧化过程的模拟文件和运行所述模拟文件，所述模拟文件的生成步骤依次包括选取物性模型、修正参数和优化操作条件，修正的参数包括MX与HAC、MX与CO₂和MX与O₂之间的二元交互参数，优化的操作条件包括氧化反应器中的反应温度、HAC与MX的质量流量比和空气与MX的质量流量比。所述模拟系统包括模拟文件生成模块和模拟文件运行模块，所述模拟文件生成模块包括物性模型选取单元、参数修正单元和操作条件优化单元。采用本发明对MX的氧化过程进行模拟，可以快速找到生产过程的最优操作条件，为间苯二甲酸的工业化生产提供理论指导。

技术领域

本发明涉及一种化工生产过程中模拟方法及模拟系统，尤其涉及一种MX氧化过程优化的模拟方法及模拟系统。

背景技术

间二甲苯(MX)氧化装置是间苯二甲酸生产过程的一个非常重要的装置，其操作的优化以及可视化都直接关系产品的质量、产品收率和能耗，同时对于生产间苯二甲酸的企业提升自身的运营效率和竞争力都有很重要的影响。

目前，在MX氧化的整个生产过程之中，在保证产品质量的前提下，若能实现各个装置的操作条件最优化以及各个装置中原料的利用率最大，这对于整个生产效益的提升都有很大的帮助，同时在整个生产过程中，对操作的实时观测以及对生产过程的可视化对于企业来说也至关重要。

为了实现操作条件的优化以及生产过程的可视化，首先需建立严格的装置操作模型，可以非常准确的反应操作参数与操作结果的规律，其次就是对于计算结果的实时呈现，即当原料组成与性质变化发生变化的时候能够快速计算出优化结果，并且反映在模拟的图形界面上。

然而，尽管目前存在Aspen plus等工业模拟系统，但由于现有模拟系统所适应的底层优化逻辑及其与反应体系的关系与MX氧化装置不同，不能直接应用于MX氧化过程的模拟，现有技术下也没有针对MX氧化装置中操作条件优化和生产过程可视化的模拟方法及模拟系统，使得间苯二甲酸工业化生产过程中的操作条件优化困难，且无法实现生产过程的可视化。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种MX氧化过程优化的模拟方法及模拟系统，可快速找到间苯二甲酸生产过程的最优操作条件，为工业化生产提供理论指导。

本发明实现上述目的的技术方案是：MX氧化过程优化的模拟方法，包括以下步骤：

S1：生成用于模拟MX氧化过程的Aspen plus模拟文件，所述模拟文件的生成步骤包括：

S11：选取物性模型；

S12：确定或修正参数，所确定或修正的参数包括MX与HAC、MX与CO₂和MX与O₂之间的二元交互参数；

S13：优化操作条件，所优化的操作条件包括氧化反应器中的反应温度、HAC与MX的质量流量比和空气与MX的质量流量比；

S2：运行所述模拟文件。

优选的，在所述S13中，判断操作条件是否对应于单目标优化值，并在判断为是时，优化氧化反应器中的反应温度，和/或判断操作条件是否对应于多目标优化值，并在判断为是时，优化氧化反应器中的HAC与MX的质量流量比和空气与MX的质量流量比，所述单目标优化值为间苯二甲酸的收率为96.5％以上，所述多目标优化值为间苯二甲酸的收率为96.5％以上且间苯二甲酸中间羧基苯甲醛的含量小于1800ppm。

进一步的，优化的氧化反应器中的反应温度为180℃-195℃，优化的氧化反应器中的HAC与MX的质量流量比为3.0-5.1，优化的氧化反应器中的空气与MX的质量流量比为4.2-5.8。