【技術實現步驟摘要】
本申請涉及工藝參數計算模型領域，尤其涉及一種雙氧水氧化丙烯制備環氧丙烷的優化方法、系統及設備。
技術介紹
1、環氧丙烷是一種重要的有機化工原料，廣泛應用于聚醚多元醇、丙二醇、聚碳酸酯等產品的生產中，在汽車、建筑、電子、醫藥等多個行業具有重要地位。隨著全球經濟的發展和工業化進程的加快，環氧丙烷的需求量持續增長，其制備技術的改進和優化成為化工行業的重要研究方向。傳統的環氧丙烷制備方法主要包括氯醇法和共氧化法，這些方法雖然在工業生產中得到廣泛應用，但存在著環境污染、原料利用率低、副產品處理困難等問題。氯醇法會產生大量含氯廢水和廢鹽，對環境造成嚴重污染；共氧化法則存在原料利用率低、副產品處理復雜等缺點。因此，開發更加清潔、高效的環氧丙烷制備技術成為當前研究的熱點和難點。
2、近年來，雙氧水直接氧化丙烯制備環氧丙烷的方法因其原子經濟性高、環境友好等優勢而受到廣泛關注。這種方法以丙烯和雙氧水為原料，在催化劑作用下直接生成環氧丙烷，理論上只產生水作為副產物，符合綠色化學的要求。然而，這種方法在實際應用中仍面臨著一些挑戰，如催化劑活性和選擇性不足、反應條件控制困難等。目前，研究人員主要從催化劑設計、反應工藝優化等方面著手解決這些問題。例如，開發新型高效催化劑，如鈦硅分子篩、負載型貴金屬催化劑等；優化反應條件，如調整溫度、壓力、反應物配比等；采用連續流動反應器等新型反應裝置。這些方法在一定程度上改善了反應效果，但仍存在催化劑壽命短、反應安全性控制難度大等問題，這些方法在解決催化劑活性衰減和反應安全性控制方面仍有不足。
3、
技術實現思路
1、為了解決現有技術的不足，本申請實施例提供了一種雙氧水氧化丙烯制備環氧丙烷的優化方法、系統及設備。本申請解決了現有技術催化劑活性衰減、反應安全性控制不足、魯棒性差等技術問題。
2、本申請實施例提供了一種雙氧水氧化丙烯制備環氧丙烷的優化方法，包括：構建催化劑活性函數和溫度調整函數，并實時監測反應器中的反應轉化率，當轉化率低于閾值時觸發溫度調整；基于壓力波動函數和壓力補償函數調節進料閥門開度，以對反應器壓力進行調整；對反應熱量函數和甲醇流量控制函數的目標參數進行實時調整，以使反應熱量維持在目標范圍內，并在反應器停車時中斷雙氧水進料，延時3分鐘后中斷甲醇進料，以利用過量甲醇稀釋和冷卻反應器中的物料；在反應器頂部安裝備用甲醇罐，設置安全聯鎖系統，當甲醇進料中斷時終止雙氧水進料，并打開甲醇罐和反應器之間的連接系統，利用重力流將甲醇罐內的甲醇輸送至反應器進行稀釋和冷卻。
3、一種可以的實現方式中，其中，構建催化劑活性函數和溫度調整函數，并實時監測反應器中的反應轉化率，當轉化率低于閾值時觸發溫度調整，包括：構建催化劑活性函數和溫度調整函數，并通過歷史數據擬合確定初始活性和衰減系數，通過實驗優化確定溫度調節系數；利用氣相色譜儀實時監測反應轉化率，當轉化率低于預設閾值時，觸發溫度調整，以采用pid控制器對溫度進行調整。
4、一種可以的實現方式中，其中，基于壓力波動函數和壓力補償函數調節進料閥門開度，以對反應器壓力進行調整，包括：構建壓力波動函數和壓力補償函數，并利用壓力傳感器實時監測反應器壓力，以通過自適應算法動態調整目標參數；構建進料閥門開度調節函數，以采用定位器控制閥門開度；基于模糊控制算法，將壓力誤差和壓力變化率作為輸入變量，閥門開度調整量作為為輸出變量，對壓力進行平滑控制。
5、一種可以的實現方式中，其中，所述催化劑活性函數，包括：，?其中，表示催化劑活性函數，表示初始活性，表示衰減系數，表示反應時間。
6、一種可以的實現方式中，其中，所述溫度調整函數，包括：，其中，表示溫度調整函數，表示初始溫度，表示溫度調節系數。
7、一種可以的實現方式中，其中，構建壓力波動函數和壓力補償函數，包括：；，其中，表示壓力波動函數，表示目標壓力，表示壓力偏差，表示壓力補償函數，表示微分系數，表示積分系數。
8、一種可以的實現方式中，其中，通過自適應算法動態調整目標參數，包括：；，其中，表示自適應微分系數，表示自適應積分系數，和表示初始值，和表示自適應系數。
9、一種可以的實現方式中，還包括：將甲醇回收的廢水送入脫甲醇塔進行脫除甲醇，將塔底產品送至醚濃縮塔濃縮丙二醇醚，將醚濃縮塔塔頂的水和醚共沸物送入醚脫水塔，以苯為共沸劑進行精餾，將醚脫水塔塔底產品送至pg回收進行四效精餾；監測催化劑活性，當使用1000~2000小時后活性降低到臨界值時，在150℃條件下通過甲醇洗滌進行再生，連續加入洗滌用甲醇并進行甲醇精餾，以對催化劑進行再生。
10、本申請實施例還提供了一種雙氧水氧化丙烯制備環氧丙烷的優化系統，包括：反應控制計算單元、甲醇流量控制計算單元、安全聯鎖單元和后處理單元；其中，所述反應控制計算單元用于構建催化劑活性函數和溫度調整函數，并實時監測反應器中的反應轉化率，當轉化率低于閾值時觸發溫度調整；基于壓力波動函數和壓力補償函數調節進料閥門開度，以對反應器壓力進行調整；所述甲醇流量控制計算單元用于對反應熱量函數和甲醇流量控制函數的目標參數進行實時調整，以使反應熱量維持在目標范圍內，并在反應器停車時中斷雙氧水進料，延時3分鐘后中斷甲醇進料，以利用過量甲醇稀釋和冷卻反應器中的物料；所述安全聯鎖單元用于在反應器頂部安裝備用甲醇罐，設置安全聯鎖系統，當甲醇進料中斷時終止雙氧水進料，并打開甲醇罐和反應器之間的連接系統，利用重力流將甲醇罐內的甲醇輸送至反應器進行稀釋和冷卻；所述后處理單元用于將甲醇回收的廢水送入脫甲醇塔進行脫除甲醇，將塔底產品送至醚濃縮塔濃縮丙二醇醚，將醚濃縮塔塔頂的水和醚共沸物送入醚脫水塔，以苯為共沸劑進行精餾，將醚脫水塔塔底產品送至pg回收進行四效精餾；監測催化劑活性，當使用1000~2000小時后活性降低到臨界值時，在150℃條件下通過甲醇洗滌進行再生，連續加入洗滌用甲醇并進行甲醇精餾，以對催化劑進行再生。
11、本申請實施例還提供了一種雙氧水氧化丙烯制備環氧丙烷的優化設備，包括：處理器、存儲器、系統總線；其中，所述處理器以及所述存儲器通過所述系統總線相連；所述存儲器用于存儲一個或多個程序，所述一個或多個程序包括指令，所述指令當被所述處理器執行時使所述處理器執行上述實施例所述的方法。
12、在如上所提供的一種雙氧水氧化丙烯制備環氧丙烷的優化方法、系統及設備中，本申請實施例通過動態溫度調整和壓力穩定控制技術手段，能夠解決催化劑活性衰減和反應安全性控制不足等的技術問題。進一步地，在一些實施例中，通過甲醇流量自適應控制算法，能夠有效防止反應“飛溫”。進一步地，在一些實施例中，通過催化劑原位再生技術，能夠延長催化劑使用壽命并降低生產成本。
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1.一種雙氧水氧化丙烯制備環氧丙烷的優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，其中，構建催化劑活性函數和溫度調整函數，并實時監測反應器中的反應轉化率，當轉化率低于閾值時觸發溫度調整，包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，其中，基于壓力波動函數和壓力補償函數調節進料閥門開度，以對反應器壓力進行調整，包括：
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述催化劑活性函數，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述溫度調整函數，包括：
6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，其中，構建壓力波動函數和壓力補償函數，包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，其中，通過自適應算法動態調整目標參數，包括：
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：
9.一種雙氧水氧化丙烯制備環氧丙烷的優化系統，其特征在于，包括：反應控制計算單元、甲醇流量控制計算單元、安全聯鎖單元和后處理單元；其中，
10.一種雙氧水氧化丙
...【技術特征摘要】
1.一種雙氧水氧化丙烯制備環氧丙烷的優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，其中，構建催化劑活性函數和溫度調整函數，并實時監測反應器中的反應轉化率，當轉化率低于閾值時觸發溫度調整，包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，其中，基于壓力波動函數和壓力補償函數調節進料閥門開度，以對反應器壓力進行調整，包括：
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述催化劑活性函數，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述溫度調整函數，包括：
6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，其中，構建壓力波動函數和壓力...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳摩杰，劉建平，趙耿昌，
申請(專利權)人：北京昊圖科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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