CN111023079A - 一种mah生产控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种MAH生产控制方法及装置，获取MAH生产装置的当前水汽数据，将当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得到MAH生产装置所需的界外补水量，依据界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度。通过界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度的优化控制，保证MAH生产装置内的水汽平衡状况良好，进而保证总管中蒸汽压力平稳进而使MAH生产装置运行过程中蒸汽流量稳定，因此提高了蒸汽压力平稳性和蒸汽能量利用率，实现水汽平衡自动计算。其次，依据水汽平衡计算模型计算得到的界外补水量不需要人工经验判断，降低蒸汽系统人工干预因素，避免手动调节造成的用水浪费。

Description

一种MAH生产控制方法及装置

技术领域

本发明涉及顺丁烯二酸酐(Maleic anhydride，MAH)生产技术领域，更具体的说，涉及一种MAH生产控制方法及装置。

背景技术

顺丁烯二酸酐又称马来酸酐，是一种重要的基本有机化工原料，其可作为原料、添加剂和中间体广泛应用于造纸、涂料、医药、食品、日用品的生产。

目前传统的MAH生产装置采用手动调节界外输水量来维持蒸汽系统的水汽平衡，手动调节界外输水量是工艺人员根据经验来调节，调节精度不够，无法达到实时精准控制的需求，其次，手动调节会造成用水浪费。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种MAH生产控制方法及装置，达到实时精准控制调节MAH生产装置的界外输水阀的开度的目的，避免发生用水浪费的情况。

为实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

第一方面，本申请公开了一种MAH生产控制方法，包括：

获取MAH生产装置的当前水汽数据，所述当前水汽数据包括：汽包水汽增量、外输蒸汽量及凝液排放量；

将所述当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得所述MAH生产装置所需的界外补水量，其中，所述历史水汽数据包括历史界外补水量、历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量；

依据所述界外补水量调节所述MAH生产装置的界外输水阀的开度。

可选地，建立水汽平衡计算模型的过程如下：

获取所述MAH生产装置的历史水汽数据；

对所述历史界外补水量与所述历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量，利用拟合算法进行拟合，得到所述水汽平衡计算模型。

可选地，所述方法还包括：

利用获得的所述MAH生产装置的正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应，计算得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量；

根据输入至MAH生产装置的冷却器的水的热量相关数据及水换热得到的蒸汽的热量相关数据，计算得到水经由冷却器的换热量；

依据所述总放热量和所述换热量计算得MAH生产装置中的反应器热效率；

当检测到所述反应器热效率的变化超出正常波动范围时，输出反应器热损失异常信息，所述反应器热损失异常信息用于提示反应器的热损失出现异常。

可选地，所述利用获得的所述MAH生产装置的正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的热效应，计算得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量，包括：

计算正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应；

根据MAH生产装置的反应器的正丁烷进料量及进料各组分含量、反应器出料量及各组分含量，计算得到参与主反应生成MAH的正丁烷有效流量；

依据所述单位物料热效应和所述正丁烷有效流量计算得到生成MAH的主反应放热量；

依据正丁烷进料量、正丁烷有效流量、反应出料中正丁烷剩余量，及正丁烷完全氧化反应的热效应，计算得到正丁烷生成MAH的副反应总放热量；

计算所述主反应放热量和副反应总放热量的总和得到所述正丁烷氧化生成MAH的总放热量。

可选地，依据所述总放热量和所述换热量计算得MAH生产装置中的反应器热效率，包括：

计算所述换热量与所述总放热量的比值得到所述反应器热效率。

可选地，所述方法还包括：

依据蒸汽的产生和利用情况，建立蒸汽平衡计算模型；

依据所述蒸汽平衡计算模型计算得到所述MAH生产装置中的余热锅炉需要产生的蒸汽量；

基于预先得到的单位蒸汽流量的天然气消耗量，计算得到所述余热锅炉产生所述蒸汽量所需要的天然气优化量，所述单位蒸汽流量的天然气消耗量利用所述余热锅炉产生的历史蒸汽量与同步的天然气消耗量拟合得到；

依据所述天然气优化量调节所述余热锅炉的天然气输入阀门的开度。

可选地，所述依据所述天然气优化量调节所述余热锅炉的天然气输入阀门的开度，包括：

采集所述余热锅炉的炉膛温度；

当所述炉膛温度在预设温度范围内时，直接依据所述天然气优化量调节所述天然气输入阀门的开度；

当所述炉膛温度超出所述预设温度范围时，在所述炉膛温度在所述天然气优化量的基础上增加或减少天然气用量，并依据增减后的天然气优化量调节所述天然气输入阀门的开度，并产生报警信号。

第二方面，本申请公开了一种MAH生产控制装置，包括：

获取单元，用于获取MAH生产装置的当前水汽数据，所述当前水汽数据包括：汽包水汽增量、外输蒸汽量及凝液排放量；

第一计算单元，用于将所述当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得所述MAH生产装置所需的界外补水量，其中，所述历史水汽数据包括历史界外补水量、历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量；

调节单元，用于依据所述界外补水量调节所述MAH生产装置的界外输水阀的开度。

可选地，建立水汽平衡计算模型的过程的所述计算单元，具体用于：

获取所述MAH生产装置的历史水汽数据；对所述历史界外补水量与所述历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量，利用拟合算法进行拟合，得到所述水汽平衡计算模型。

可选地，还包括：第二计算单元，用于利用获得的所述MAH生产装置的正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应，计算得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量；

第三计算单元，用于根据输入至MAH生产装置的冷却器的水的热量相关数据及水换热得到的蒸汽的热量相关数据，计算得到水经由冷却器的换热量；

第四计算单元，用于依据所述总放热量和所述换热量计算得MAH生产装置中的反应器热效率；

输出单元，用于当检测到所述反应器热效率的变化超出正常波动范围时，输出反应器热损失异常信息，所述反应器热损失异常信息用于提示反应器的热损失出现异常。

本申请公开了一种MAH生产控制方法及装置，获取MAH生产装置的当前水汽数据，将当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得到MAH生产装置所需的界外补水量，依据界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度。通过界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度的优化控制，保证MAH生产装置内的水汽平衡状况良好，进而保证总管中蒸汽压力平稳进而使MAH生产装置运行过程中蒸汽流量稳定，因此提高了蒸汽压力平稳性和蒸汽能量利用率，实现水汽平衡自动计算。其次，依据水汽平衡计算模型计算得到的界外补水量不需要人工经验判断，降低蒸汽系统人工干预因素，避免手动调节造成的用水浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种MAH生产控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例公开的一种MAH生产装置内水汽平衡、热量平衡的控制架构示意图；

图3为本发明实施例公开的得到MAH生产装置中的反应器热效率的流程示意图；

图4为本发明实施例公开的一种反应器热效率数学模型的控制架构示意图；

图5为本发明实施例公开的调节余热锅炉的天然气输入量的流程示意图；

图6为本发明实施例公开的一种MAH生产控制装置的结构示意图；

图7为本发明实施例公开的另一种MAH生产控制装置的结构示意图；

图8为本发明实施例公开的另一种MAH生产控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

MAH生产装置主要耗能装置为蒸汽系统，包含反应器及其熔盐冷却器、气体冷却器、余热锅炉、高压蒸汽负荷、中压蒸汽负荷、低压蒸汽负荷等，其中反应器的熔盐冷却器、气体冷却器通过脱盐水与反应器的反应产物换热生产高压蒸汽；同时，余热锅炉通过燃烧天然气生产高压蒸汽，高压蒸汽供装置内部负荷使用，同时一部分高压蒸汽通过减温减压等方式生产中低压蒸汽供装置内部中低压负荷使用。由上述过程可见，维持蒸汽系统水汽平衡和热量平衡不仅关系到整个MAH装置的正常生产，还对装置的能耗有着重要影响。

而传统的MAH生产装置采用手动调节界外输水量来维持蒸汽系统的水汽平衡，手动调节界外输水量是工艺人员根据经验来调节，劳动强度大且调节精度不够，无法达到实时精准控制的需求，其次，手动调节会造成用水浪费。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种MAH生产控制方法，获取MAH生产装置的当前水汽数据，将当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得到MAH生产装置所需的界外补水量，依据界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度。通过界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度的优化控制，达到实时精准控制调节MAH生产装置的界外输水阀的开度的目的，避免发生用水浪费的情况。

下面将结合图1和图2介绍本申请提供的MAH生产装置的水汽平衡控制过程，其中，图1是本发明实施例公开的一种MAH生产控制方法的流程示意图，图2是本发明实施例公开的MAH生产装置的控制架构图。

如图1所示，该MAH生产控制方法(本实施例主要介绍水汽平衡控制过程)主要包括如下步骤：

S101：获取MAH生产装置的当前水汽数据。

其中，当前水汽数据包括汽包水汽增量、外输蒸汽量(即图2中的界外蒸汽负荷)及凝液排放量(即图2中的凝液外排)。

S102：将当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得到MAH生产装置所需的界外补水量。

其中，历史水汽数据包括历史界外补水量、历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量。

通过历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，具体的，建立水汽平衡计算模型的过程如下：

获取MAH生产装置的历史水汽数据，然后，将历史界外补水量与历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量，利用拟合算法进行拟合，得到水汽平衡计算模型。在拟合过程中，为了保证水汽平衡计算模型的准确性，增加模型数据拟合校正量，即下式中的F₅。

本实施例着重说明水汽平衡部分，热量平衡部分将在后文详细描述，水汽平衡计算模型体现了MAH生产装置的水汽总体平衡情况，如图2所示，水汽总体平衡情况如下：F₁＝F₂+F₃+F₄+F₅。

需要说明的是，F₁为MAH生产装置所需的历史界外补水量，单位为Ton/h；F₂为MAH生产装置内部的历史汽包水汽增量(蒸汽系统若干汽包的水汽波动，利用液位数据及汽包容积进行计算)，在正常生产过程中接近为零；F₃为MAH生产装置的历史外输蒸汽量，单位为Ton/h；F₄为历史凝液排放量，单位为Ton/h；F₅为模型数据拟合校正量Ton/h。

其中，F₅为通过历史数据拟合得到的模型数据拟合校正量。

S103：依据界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度。

其中，依据界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度的过程可以是工艺人员手动调节，也可以是系统根据界外补水量自动调节界外输水阀的开度。

本发明实施例公开了一种MAH生产控制方法，获取MAH生产装置的当前水汽数据，将当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得到MAH生产装置所需的界外补水量，依据界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度。通过界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度的优化控制，保证MAH生产装置内的水汽平衡状况良好，进而保证总管中蒸汽压力平稳进而使MAH生产装置运行过程中蒸汽流量稳定，因此提高了蒸汽压力平稳性和蒸汽能量利用率，实现水汽平衡自动计算。其次，依据水汽平衡计算模型计算得到的界外补水量不需要人工经验判断，降低蒸汽系统人工干预因素，避免手动调节造成的用水浪费。

另一方面，为了保证MAH生产装置蒸汽生产量及蒸汽的热能利用效率，本申请实施例还提供了反应器热效率数学模型，通过该模型能够计算反应器的放热量进而评估反应器的热损失，当发现反应器的热损失异常时，提示工艺人员对热损失异常情况进行检查处理，例如，生产装置、管道的保温、泄漏情况或仪表运行情况进行检查。

下面将结合图3和图4详细介绍利用反应器热效率数学模型评估反应器的热损失的过程，其中，图3是本实施例提供的计算反应器热效率的流程示意图，图4是反应器热效率数学模型的控制架构示意图。

如图4所示，反应器的热效率可以用反应器内的氧化反应的总放热量与冷却器所利用的热量来评估，其它未被冷却器利用的热量均视为反应器的热损失。

如图3所示，确定反应器热效率的过程可以包括如下步骤：

S201：利用获得的MAH生产装置的正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应，计算得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量。

其中，正丁烷(C₄H₁₀)进料信息包括正丁烷进料量、及进料各组分含量(可以由反应器进料分析仪测得)；出料信息包括反应器出料流量，及反应出料各组分含量(可以由反应器出料分析仪测得)。

根据正丁烷氧化反应热化学方程式，建立MAH装置反应器放热量数学计算机理模型。其中，正丁烷氧化制MAH(C₄H₂O₃)的热化学方程式为：

C₄H₁₀(g)+3.5O₂(g)→C₄H₂O₃(g)+4H₂O(g) (主反应)

C₄H₁₀(g)+5.5O₂(g)→2CO(g)+2CO₂(g)+5H₂O(g) (副反应1)

C₄H₂O₃(g)+2O₂(g)→2CO(g)+2CO₂(g)+H₂O(g) (副反应2)

具体的，基于正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应，得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量的过程如下：

1)计算正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应。

其中，一定反应温度下对应的反应热效应计算公式为：

其中，T₁为标准状态(298K，1Bar)下的温度，T₂为反应温度，

为标准状态下的反应热效应，C_P为比热容，其计算公式为：

其中：γ_i为各组分化学计量系数，(ΔH_f)_i(为各组分反应生成热，可从化学工艺手册获得。根据上述公式1和2可以得出主反应的反应热效应(即正丁烷生成MAH过程的单位物料放热量)、副反应1、副反应2的反应热效应。

2)根据反应器的正丁烷进料量及进料各组分含量、反应器出料量及各组分含量，计算得到参与主反应生成MAH的正丁烷有效流量。

具体的，可以根据反应器正丁烷进料量、反应器进料分析仪测得反应进料各组分含量、反应器出料量及反应器出料分析仪测得反应出料各组分含量,计算得到正丁烷转化率α、正丁烷氧化生成MAH的选择性s。

进一步，由正丁烷进料量、正丁烷转化率α和正丁烷氧化生成MAH的选择性s，可以计算得到正丁烷氧化生成MAH所消耗的正丁烷量(即正丁烷进料量×α×s)，即参与主反应生成MAH的正丁烷有效流量。

3)依据主反应的单位物料热效应和正丁烷有效流量计算得到生成MAH的主反应放热量。

根据上述计算得出的主反应热效应和正丁烷有效流量得出生成MAH的主反应放热量。

4)依据正丁烷进料量、正丁烷有效流量、反应出料中正丁烷剩余量，及正丁烷完全氧化反应的热效应，计算得到正丁烷生成MAH的副反应总放热量。

具体的，根据反应器出料流量、反应器出料组分分析仪测量得到的正丁烷含量计算得到反应出料中正丁烷剩余量(即未参与反应的正丁烷的量)。然后，根据正丁烷进料量、正丁烷参与主反应量、反应出料中正丁烷剩余量计算得到正丁烷参与副反应1和副反应2的量。

即，参与副反应的正丁烷量＝正丁烷进料量-正丁烷参与主反应量-反应出料中正丁烷剩余量。

由于副反应1是正丁烷直接氧化生成一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO₂)的过程，而副反应2是正丁烷生成MAH后再进行二次氧化得到CO和CO₂，即参与副反应2的正丁烷最终的氧化反应产物也是CO和CO₂，因此，正丁烷参与副反应2的反应热效应与正丁烷参与副反应1的反应热效应近似相等。

从反应出料中测得副反应产物各组分含量(即，CO、CO₂和H₂O的含量)，并从化学工艺手册中查找得到副反应产物的各组分对应的反应生成热，各组分对应的比热容，然后，利用公式1和公式2计算得到副反应的总反应热效应。然后，再计算副反应的总反应热效应与正丁烷参与副反应1、2的总量的乘积，得到副反应总放热量。

5)根据上述主、副反应的放热量计算得出正丁烷进入反应器的单位时间得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量。

S202：根据输入至MAH生产装置的冷却器的水的热量相关数据及水换热得到的蒸汽的热量相关数据，计算得到水经由冷却器的换热量。

MAH反应器氧化反应的热量通过与反应器壳程相连的熔盐冷却器以及用于反应出料气体冷却的气体冷却器进行回收，经由除氧器除氧处理的脱盐水通过冷却器与高温物料进行换热生成高压蒸汽。

根据除氧器出来通入气体冷却器和熔盐冷却器的脱盐水以及换热得到的高压饱和蒸汽的温度、压力、流量数据，计算余热锅炉给水(即界外补水)显热、相变潜热的焓变，即水经由冷却器的换热量。

S203：依据总放热量和换热量计算得到MAH生产装置中的反应器热效率。

根据正丁烷氧化反应放热的理论计算值和脱盐水经由反应器冷却器的换热量，计算得出反应器反应放热与脱盐水之间的热交换效率，即反应器热效率，以此评估反应器保温性能及热损失。其中，反应器的热效率即换热量与总放热量的比值。

S204：当检测到反应器热效率的变化超出正常波动范围时，输出反应器热损失异常信息。

其中，反应器热损失异常信息用于提示反应器的热损失出现异常。

通常MAH生产装置在正常生产情况下，只要蒸汽负荷稳定，反应器的热损失也稳定，因此热效率维持在一定范围内，因此，如果检测到反应器的热效率发生突变时，表明反应器的热损失也发生突变，此时需要提示工艺人员对MAH生产装置的保温、泄漏等方面进行检修。

本发明实施例，利用获得的MAH生产装置的正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应，计算得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量；根据输入至MAH生产装置的冷却器的水的热量相关数据及水换热得到的蒸汽的热量相关数据，计算得到水经由冷却器的换热量；依据总放热量和换热量计算得到MAH生产装置中的反应器热效率；当检测到反应器热效率的变化超出正常波动范围时，输出反应器热损失异常信息，实现反应器热损失异常信息的目的。

又一方面，传统的MAH生产装置由人工根据余热锅炉的炉膛温度的高低来判定天然气的需求量的增减，这样存在较大的滞后，无法实现节能降耗的生产目标，因此，本申请实施例还通过建立蒸汽平衡计算模型计算出余热锅炉所需的天然气消耗量。

下面将结合图2和图5详细介绍计算余热锅炉所需的天然气消耗量的过程，其中，主要参考图2中蒸汽平衡部分。

如图5所示，为本发明实施例公开的调节余热锅炉的天然气输入量的流程示意图，具体可以包括如下步骤：

S301：依据蒸汽的产生和利用情况，建立蒸汽平衡计算模型。

如图2所示的MAH生产装置中的蒸汽系统部分可知，MAH装置通过反应器冷却器换热及余热锅炉燃烧天然气提供热源，将脱盐水汽化成高压蒸汽进行利用和循环，高压蒸汽使用包括汽提塔再沸器等装置内高压蒸汽负荷部分、经过锅炉过热处理后向外输送的蒸汽部分、过热后减温减压为中压蒸汽部分、过热后用于透平发电部分。根据高压蒸汽通往下游装置的用途及用量进行衡算，建立蒸汽平衡计算模型为：Q₁+Q₂+Q₃＝Q₄+Q₅+Q₆+Q₇+Q₈。

其中，Q₁为余热锅炉产蒸汽流量，单位为Ton/h；Q₂为气体冷却器换热产蒸汽流量，单位为Ton/h；Q₃为熔盐冷却器换热产蒸汽流量，单位为Ton/h；Q₄为下游装置高压蒸汽负荷使用量，单位为Ton/h；Q₅为高压蒸汽过热后减温减压为中压蒸汽流量，单位为Ton/h；Q₆为高压蒸汽外输量，单位为Ton/h；Q₇为蒸汽通往透平发电流量，单位为Ton/h；Q₈为模型数据校正值，通过历史数据拟合得到，单位为Ton/h。

S302：依据蒸汽平衡计算模型计算得到MAH生产装置中的余热锅炉需要产生的蒸汽量。

根据高压蒸汽平衡模型和实时监测，计算余热锅炉所需产蒸汽的理论值Q₁＝Q₄+Q₅+Q₆+Q₇+Q₈-(Q₂+Q₃)。

其中，实时监测数据包括上述的Q2～Q8。

S303：基于预先得到的单位蒸汽流量的天然气消耗量，计算得到所述余热锅炉产生蒸汽量所需要的天然气优化量。

天然气优化量即MAH生产装置在当前状态下，余热锅炉所需的天然气消耗量。

其中，单位蒸汽流量的天然气消耗量利用余热锅炉产生的历史蒸汽量与同步的天然气消耗量拟合得到。S304：依据天然气优化量调节余热锅炉的天然气输入阀门的开度。

其中，天然气输入阀门的调节过程可以由人员手动调节，也可以由系统自动调节。

考虑实际生产过程中余热锅炉的炉膛温度在生产及设备安全方面的影响，设置炉膛温度保护逻辑，即在炉膛温度经验范围内，天然气量由理论计算值进行控制，当炉膛温度超过经验范围后触动报警，再适当增减天然气优化量以放缓炉膛温度恶化速度。具体的控制过程如下：

采集余热锅炉的炉膛温度。

当炉膛温度在预设温度范围内时，直接依据天然气优化量调节天然气输入阀门的开度。

当炉膛温度超出预设温度范围时，产生报警信号，并在炉膛温度在天然气优化量的基础上增加或减少天然气用量，并依据增减后的天然气优化量调节天然气输入阀门的开度，。

报警信号的类型可以是声音报警信号、光报警信号等，报警信号的类型的确定本发明不做具体限定。

本发明实施例中，依据蒸汽的产生和利用情况，建立蒸汽平衡计算模型，依据蒸汽平衡计算模型计算得到MAH生产装置中的余热锅炉需要产生的蒸汽量，基于预先得到的单位蒸汽流量的天然气消耗量，计算得到余热锅炉产生所述蒸汽量所需要的天然气优化量，实现依据天然气优化量调节余热锅炉的天然气输入阀门的开度的目的，最终实现节能降耗的目的。

基于上述实施例公开的一种MAH生产控制方法，本发明实施例还对应公开了一种MAH生产控制装置，如图6所示，该MAH生产控制装置包括：

获取单元401，用于获取MAH生产装置的当前水汽数据。

其中，当前水汽数据包括：汽包水汽增量、外输蒸汽量及凝液排放量。

第一计算单元402，用于将当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得MAH生产装置所需的界外补水量。

其中，历史水汽数据包括历史界外补水量、历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量。

进一步的，建立水汽平衡计算模型的过程的第一计算单元402，具体用于获取MAH生产装置的历史水汽数据；对历史界外补水量与历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量，利用拟合算法进行拟合得到水汽平衡计算模型。

第一调节单元403，用于依据界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度。

本发明实施例公开的一种MAH生产控制装置，获取MAH生产装置的当前水汽数据，将当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得到MAH生产装置所需的界外补水量，依据界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度。通过界外补水量调节MAH生产装置的界外输水阀的开度的优化控制，保证MAH生产装置内的水汽平衡状况良好，进而保证总管中蒸汽压力平稳进而使MAH生产装置运行过程中蒸汽流量稳定，因此提高了蒸汽压力平稳性和蒸汽能量利用率，实现水汽平衡自动计算。其次，依据水汽平衡计算模型计算得到的界外补水量不需要人工经验判断，降低蒸汽系统人工干预因素，避免手动调节造成的用水浪费。

如图7所示，为本发明实施例公开的另一种MAH生产控制装置，该装置在图6的基础上还包括：第二计算单元501、第三计算单元502、第四计算单元503和输出单元504。

第二计算单元501，用于利用获得的MAH生产装置的正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应，计算得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量。

进一步的，第二计算单元501，包括：

第一计算模块，用于计算正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应。

第二计算模块，用于根据MAH生产装置的反应器的正丁烷进料量及进料各组分含量、反应器出料量及各组分含量，计算得到参与主反应生成MAH的正丁烷有效流量。

第三计算模块，用于依据单位物料热效应和正丁烷有效流量计算得到生成MAH的主反应放热量。

第四计算模块，用于依据正丁烷进料量、正丁烷有效流量、反应出料中正丁烷剩余量，及正丁烷完全氧化反应的热效应，计算得到正丁烷生成MAH的副反应总放热量。

第五计算模块，用于计算主反应放热量和副反应总发热量的总和得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量。

第三计算单元502，用于根据输入至MAH生产装置的冷却器的水的热量相关数据及水换热得到的蒸汽的热量相关数据，计算得到水经由冷却器的换热量。

第四计算单元503，用于依据总放热量和换热量计算得到MAH生产装置中的反应器热效率。

进一步的，第四计算单元503具体用于计算换热量与所述总放热量的比值得到反应器热效率。

输出单元504，用于当检测到反应器热效率的变化超出正常波动范围时，输出反应器热损失异常信息。

其中，反应器热损失异常信息用于提示反应器的热损失出现异常。

本发明实施例公开的另一种MAH生产控制装置，利用获得的MAH生产装置的正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应，计算得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量；根据输入至MAH生产装置的冷却器的水的热量相关数据及水换热得到的蒸汽的热量相关数据，计算得到水经由冷却器的换热量；依据总放热量和换热量计算得到MAH生产装置中的反应器热效率；当检测到反应器热效率的变化超出正常波动范围时，输出反应器热损失异常信息，实现反应器热损失异常信息的目的。

如图8所示，为本发明实施例公开的另一种MAH生产控制装置，该装置在图7的基础上还包括：建立单元601、第五计算单元602、第六计算单元603和第二调节单元604。

建立单元601，用于依据蒸汽的产生和利用情况，建立蒸汽平衡计算模型。

第五计算单元602，用于依据蒸汽平衡计算模型计算得到MAH生产装置中的余热锅炉需要产生的蒸汽量。

第六计算单元603，用于基于预先得到的单位蒸汽流量的天然气消耗量，计算得到余热锅炉产生所述蒸汽量所需要的天然气优化量。

其中，单位蒸汽流量的天然气消耗量利用余热锅炉产生的历史蒸汽量与同步的天然气消耗量拟合得到。

第二调节单元604，用于依据天然气优化量调节余热锅炉的天然气输入阀门的开度。

进一步的，第二调节单元604包括：

采集模块，用于采集余热锅炉的炉膛温度。

第一调节模块，用于当炉膛温度在预设温度范围内时，直接依据天然气优化量调节天然气输入阀门的开度。

第二调节模块，用于当炉膛温度超出预设温度范围时，在炉膛温度在天然气优化量的基础上增加或减少天然气用量，并依据增减后的天然气优化量调节天然气输入阀门的开度，并产生报警信号。

本发明实施例中，依据蒸汽的产生和利用情况，建立蒸汽平衡计算模型，依据蒸汽平衡计算模型计算得到MAH生产装置中的余热锅炉需要产生的蒸汽量，基于预先得到的单位蒸汽流量的天然气消耗量，计算得到余热锅炉产生所述蒸汽量所需要的天然气优化量，实现依据天然气优化量调节余热锅炉的天然气输入阀门的开度的目的。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明各实施例中的装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种MAH生产控制方法，其特征在于，包括：

获取MAH生产装置的当前水汽数据，所述当前水汽数据包括汽包水汽增量、外输蒸汽量及凝液排放量；

将所述当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得到所述MAH生产装置所需的界外补水量，其中，所述历史水汽数据包括历史界外补水量、历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量；

依据所述界外补水量调节所述MAH生产装置的界外输水阀的开度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立水汽平衡计算模型的过程如下：

获取所述MAH生产装置的历史水汽数据；

对所述历史界外补水量与所述历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量，利用拟合算法进行拟合，得到所述水汽平衡计算模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用获得的所述MAH生产装置的正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应，计算得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量；

根据输入至MAH生产装置的冷却器的水的热量相关数据及水换热得到的蒸汽的热量相关数据，计算得到水经由冷却器的换热量；

依据所述总放热量和所述换热量计算得到MAH生产装置中的反应器热效率；

当检测到所述反应器热效率的变化超出正常波动范围时，输出反应器热损失异常信息，所述反应器热损失异常信息用于提示反应器的热损失出现异常。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用获得的所述MAH生产装置的正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的热效应，计算得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量，包括：

计算正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应；

根据MAH生产装置的反应器的正丁烷进料量及进料各组分含量、反应器出料量及各组分含量，计算得到参与主反应生成MAH的正丁烷有效流量；

依据所述单位物料热效应和所述正丁烷有效流量计算得到生成MAH的主反应放热量；

依据正丁烷进料量、正丁烷有效流量、反应出料中正丁烷剩余量，及正丁烷完全氧化反应的热效应，计算得到正丁烷生成MAH的副反应总放热量；

计算所述主反应放热量和副反应总放热量的总和得到所述正丁烷氧化生成MAH的总放热量。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，依据所述总放热量和所述换热量计算得MAH生产装置中的反应器热效率，包括：

计算所述换热量与所述总放热量的比值得到所述反应器热效率。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

依据蒸汽的产生和利用情况，建立蒸汽平衡计算模型；

依据所述蒸汽平衡计算模型计算得到所述MAH生产装置中的余热锅炉需要产生的蒸汽量；

基于预先得到的单位蒸汽流量的天然气消耗量，计算得到所述余热锅炉产生所述蒸汽量所需要的天然气优化量，所述单位蒸汽流量的天然气消耗量利用所述余热锅炉产生的历史蒸汽量与同步的天然气消耗量拟合得到；

依据所述天然气优化量调节所述余热锅炉的天然气输入阀门的开度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述依据所述天然气优化量调节所述余热锅炉的天然气输入阀门的开度，包括：

采集所述余热锅炉的炉膛温度；

当所述炉膛温度在预设温度范围内时，直接依据所述天然气优化量调节所述天然气输入阀门的开度；

当所述炉膛温度超出所述预设温度范围时，在所述炉膛温度在所述天然气优化量的基础上增加或减少天然气用量，并依据增减后的天然气优化量调节所述天然气输入阀门的开度，并产生报警信号。

8.一种MAH生产控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取MAH生产装置的当前水汽数据，所述当前水汽数据包括：汽包水汽增量、外输蒸汽量及凝液排放量；

第一计算单元，用于将所述当前水汽数据输入至利用历史水汽数据建立得到的水汽平衡计算模型，计算得所述MAH生产装置所需的界外补水量，其中，所述历史水汽数据包括历史界外补水量、历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量；

第一调节单元，用于依据所述界外补水量调节所述MAH生产装置的界外输水阀的开度。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，建立水汽平衡计算模型的过程的所述第一计算单元，具体用于：

获取所述MAH生产装置的历史水汽数据；对所述历史界外补水量与所述历史汽包水汽增量、历史外输蒸汽量及历史凝液排放量，利用拟合算法进行拟合，得到所述水汽平衡计算模型。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

第二计算单元，用于利用获得的所述MAH生产装置的正丁烷进料信息、出料信息及正丁烷氧化反应生成MAH的单位物料热效应，计算得到正丁烷氧化生成MAH的总放热量；

第三计算单元，用于根据输入至MAH生产装置的冷却器的水的热量相关数据及水换热得到的蒸汽的热量相关数据，计算得到水经由冷却器的换热量；

第四计算单元，用于依据所述总放热量和所述换热量计算得MAH生产装置中的反应器热效率；

输出单元，用于当检测到所述反应器热效率的变化超出正常波动范围时，输出反应器热损失异常信息，所述反应器热损失异常信息用于提示反应器的热损失出现异常。

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