探索
高壓反應釜的溫度控制難點
高壓反應釜溫度控制的難點主要反映在:
1.復雜性、時滯性和非線性
化學反應的生產過程伴隨著物理化學反應、生化反應、相變過程及物質和能量的轉換和傳遞,因而是一個十分復雜的工業(yè)生產過程;
所用反應釜容量大、釜壁厚,因此是一個熱容量大、純滯后時間長的被控對象;
隨著反應的進行,各傳熱媒體的傳熱系數成非線性變化,并且對各種外界環(huán)境的變化比較敏感;加上反應過程增益變化也會很大,甚增益變化方向都是不一樣的;而且隨著反應的進行,釜內固體顆粒增多,釜的傳熱系數也會隨著發(fā)生不規(guī)則變化。
2.難控性
反應過程中由于化學反應放熱過程的復雜性和非線性,各傳熱媒體的傳熱系數成非線性變化,并對各種外部干擾的影響較敏感,使得控制有一定的難度;
反應過程中如果熱量移去不及時、不均勻,會使反應溫度一直往上升,極易因局部過熱而造成“飛溫”現(xiàn)象,產生“爆聚”;反之,如果熱量移去過多,會造成反應溫度一直往下跌,造成反應熄滅。而聚合反應好壞的主要因素就是高壓反應釜溫度控制的好壞,溫度的變化將直接影響產品的質量和產量,所以此過程中的溫度控制是重點也是難點;
反應工藝以及反應設備的約束及外界環(huán)境對反應影響的不確定性因素也使得控制的難度增加。
3.建模難
反應過程化學反應機理較為復雜,尤其是聚合反應過程設計物料、能量的平衡,反應動力學等,加上外界條件如原料純度、催化劑類型、原料添加數量的變化、熱水溫度、循環(huán)冷卻液流量的變化等對系統(tǒng)的影響較大,推導機理模型較為困難;又由于化學反應放熱過程的復雜性和非線性,隨著反應的進行,各傳熱媒體的傳熱系數不規(guī)則變化對各種外部干擾的影響比較敏感,依照機理法和小二乘法等傳統(tǒng)的建模方法,要建立反應過程的數學模型是非常困難的。