CN116726807B - 应用于固定床反应器的拉温系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固定床技术领域，尤其涉及一种应用于固定床反应器的拉温系统，本发明通过设置反应装置、热补偿装置、检测模块以及控制模块，反应装置内设置有温控单元，用以调整反应仓的温度，热补偿装置包括换热单元、第一循环管路以及第二循环管路，用以实现第一循环管路以及第二循环管路的热量交换，控制模块基于第二反应仓的温度变化系数以及当前温度判定反应装置的运行状态，基于所判定的反应装置的运行状态控制反应装置的运行，通过上述过程考虑利用反应装置中的反应物反应时自身产生或吸收的热量进行热交换，自适应的调整反应装置的运行参数，在节约能源的同时，提升固定床反应器的运行效果。

Description

应用于固定床反应器的拉温系统

技术领域

本发明涉及固定床技术领域，尤其涉及一种应用于固定床反应器的拉温系统。

背景技术

固定床反应器的拉温系统通过控制进料流体的温度和调整反应器的操作条件，使得反应器的温度保持在设定的目标温度范围内，固定床反应器的温度控制对于保证反应的有效性、安全性和产品质量至关重要，同时也对反应器的使用寿命有一定的影响。

中国专利公开号：CN109954452A，公开了如下内容，该发明涉及固定床技术领域，更具体而言，涉及一种固定床反应器，包括反应筒和预热器，反应筒内设置降膜式再分布器，确保了反应筒内物料流动的均衡性，另外将催化反应置于两个反应室内，形成二级反应效果；通过预热器出口温度的控制，同时利用反应本身释放温度，保证反应在持续温度中运行，不需要外置加热器，避免催化剂横向温度不均匀，温度分布相对于传统固定床反应器，优势明显，温度分布更加均匀，在一定程度上，缓冲压力、进料量变化对催化剂床层的冲击作用；反应筒侧壁上通过三个测温点实现反应前期、反应中期和反应后期的温度测量；预热器通过文丘里将气体液体混合进料，实现物料流动性的稳定。

但是，现有技术中，还存在以下问题：

在现有技术中，固定床反应器中发生不同的反应时会发生不同程度的放热或吸热反应，现有的固定床反应器未考虑利用反应自身产生或吸收的热量进行热交换，并自适应的调整运行参数，在节约能源的同时，提升固定床反应器的运行效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种应用于固定床反应器的拉温系统，其包括：

反应装置，其包括用以进行吸热反应的第一反应仓以及用以进行放热反应的第二反应仓，所述第一反应仓以及第二反应仓内均设置有用以调整温度的温控单元；

检测模块，包括设置于所述第一反应仓以及第二反应仓内用以获取温度值的温度检测单元；

热补偿装置，包括环绕于所述第一反应仓内的第一循环管路、环绕于所述第二反应仓内的第二循环管路以及实现第一循环管路以及第二循环管路热量交换的换热单元；

控制模块，其与所述反应装置、热补偿装置以及检测模块连接，包括分析单元以及控制单元，

所述分析单元用以基于所述第二反应仓的温度变化系数以及当前温度判定反应装置的运行状态；

所述控制单元用以基于所述分析单元所判定的所述反应装置的运行状态控制所述反应装置的运行，其中，

所述反应装置为第一状态，开启热补偿装置，并且基于所述第二反应仓的温度变化系数调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率；

所述反应装置为第二状态，开启热补偿装置，并且基于所述第一反应仓的温度以及第二反应仓的温度变化系数计算换热系数，调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率，并且，在预设时长后基于所述第二反应仓的温度变化系数判定是否需开启所述第二反应仓的温控单元，并调整所述温控单元的温度；

所述反应装置为第三状态，开启第一反应仓以及第二反应仓的温控单元，并基于所述第一反应仓以及第二反应仓内温度变化系数调整各所述温控单元的温度；

所述温度变化系数基于温度变化曲线构建所得。

进一步地，所述分析单元基于温度变化曲线确定温度变化系数，其中，

所述分析单元构建温度坐标系，在所述温度坐标系中构建温度变化曲线，所述温度坐标系为以时间为横轴以温度为纵轴所构建的直角坐标系；

以及，所述分析单元构建若干分段线将所述温度变化曲线划分为若干曲线段，并确定所述温度变化曲线的平均斜率，将所述平均斜率作为温度变化系数，各所述分段线为间距相等且平行于所述纵轴方向的若干直线，所述平均斜率为各所述曲线段的中点的斜率的平均值。

进一步地，所述分析单元基于所述第二反应仓的温度变化系数以及当前温度判定反应装置的运行状态，其中，

所述分析单元获取所述第二反应仓内当前的第二温度值，将所述第二温度值与预设的温度对比阈值进行对比，以及，将所述第二反应仓的温度变化系数与预设的第一变化系数对比阈值以及第二变化系数对比阈值进行对比，所述第一变化系数对比阈值小于所述第二变化系数对比阈值，

在第一对比结果下，所述分析单元判定所述反应装置的运行状态为第一状态；

在第二对比结果下，所述分析单元判定所述反应装置的运行状态为第二状态；

在第三对比结果下，所述分析单元判定所述反应装置的运行状态为第三状态；

其中，所述第一对比结果为所述第二温度值大于所述温度对比阈值且所述第二反应仓的温度变化系数小于所述第一变化系数对比阈值，所述第二对比结果为所述第二温度值大于所述温度对比阈值，且，所述第二反应仓的温度变化系数大于等于所述第一变化系数对比阈值且所述第二反应仓的温度变化系数小于所述第二变化系数对比阈值，所述第三对比结果为所述第二温度值大于所述温度对比阈值且所述第二反应仓的温度变化系数大于等于所述第二变化系数对比阈值。

进一步地，所述控制单元在所述第一状态下，基于所述第二反应仓的温度变化系数调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率，其中，

所述控制单元调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率，所述循环速率的调整量为所述控制单元基于所述第二反应仓的温度变化系数所确定。

进一步地，所述控制单元基于所述第一反应仓的温度以及第二反应仓的温度变化系数计算换热系数，其中，

所述控制单元按照公式（1）计算换热系数H，

（1）

公式（1）中T1表示所述第一反应仓的第一温度值，T10表示预设的温度对比参量，V表示所述第二反应仓的温度变化系数，V0表示预设的速率对比参量。

进一步地，所述控制单元基于所述换热系数调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率，其中，

所述控制单元内设置有基于所述换热系数调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率的若干循环速率调整方式，各所述循环速率调整方式所确定的循环速率不同。

进一步地，所述控制单元在预设时长后基于所述第二反应仓的温度变化系数判定是否需开启所述第二反应仓的温控单元，并调整所述温控单元的温度，其中，

所述控制单元获取所述第二反应仓的温度变化系数，将所述温度变化系数与预设的第三变化系数对比阈值进行对比，

在预设对比条件下，所述控制单元判定需开启所述第二反应仓的温控单元，并将所述第二反应仓的温控单元的温度调整至预设温控温度值；

其中，所述预设对比条件为所述第二反应仓的温度变化系数大于等于所述第三变化系数对比阈值。

进一步地，所述第二循环管路内还设置有换向阀，以改变循环方向，所述控制单元还用以在预设换向条件下基于第二反应仓各部位的温度控制所述第二循环管路的循环方向，其中，

所述控制单元基于温度检测单元的数据确定第二反应仓的低温侧以及高温侧，控制所述第二循环管路内的介质由靠近低温侧流向高温侧；

所述换向条件为所述第二反应仓存在温差大于预定阈值的部位。

进一步地，所述控制单元基于所述第二反应仓的温度变化系数调整所述第二反应仓的温控单元的温度，其中，

所述控制单元控制所述第二反应仓的温控单元的温度减小，减小量基于所述第二反应仓的温度变化系数所确定。

进一步地，所述控制单元基于所述第一反应仓的温度变化系数调整所述第一反应仓的温控单元的温度，其中，

所述控制单元控制所述第一反应仓的温控单元的温度增大，增大量基于所述第一反应仓的温度变化系数所确定。

与现有技术相比，本发明通过设置反应装置、热补偿装置、检测模块以及控制模块，反应装置内设置有温控单元，用以调整反应仓的温度，热补偿装置包括换热单元、第一循环管路以及第二循环管路，用以实现第一循环管路以及第二循环管路的热量交换，控制模块基于第二反应仓的温度变化系数以及当前温度判定反应装置的运行状态，基于所判定的反应装置的运行状态控制反应装置的运行，通过上述过程考虑利用反应装置中的反应物反应时自身产生或吸收的热量进行热交换，自适应的调整反应装置的运行参数，在节约能源的同时，提升固定床反应器的运行效果。

尤其，本发明中，控制单元在第一状态下，开启热补偿装置，并且基于第二反应仓的温度变化系数调整第一循环管路以及第二循环管路的循环速率，在实际情况中，反应装置在第一状态下表征了第二反应仓内的温度变化速率较慢，在当前的温度变化趋势下，通过换热降温能够适应性的满足第二反应仓的温度需求，因此，本发明通过适应性调整热补偿装置的循环速率，在保证反应要求的前提下，节约能源，提高了能源利用率，并提高了固定床反应器的运行效果。

尤其，本发明中，在第二状态下，基于第一反应仓的温度以及第二反应仓的温度变化系数计算换热系数，换热系数由第一反应仓的温度以及第二反应仓的温度变化系数计算所得，表征了第一反应仓与第二反应仓进行热交换时的热量传递情况，在实际情况中，若热量传递情况越好，进行热交换时的效率越高，所需的第一循环管路以及第二循环管路的循环速率越小，在第二反应仓内的温度变化速率中等的第二状态下，控制单元通过计算出的换热系数自适应的调整第一循环管路以及第二循环管路的循环速率，并在预设时长后，基于第二反应仓的温度变化系数表征热交换对第二反应仓的温度控制的效果，若第二反应仓的温度变化系数较大，则表明热交换对第二反应仓的温度控制效果较差，需要进一步通过开启温控单元控制第二反应仓的温度为反应所需的最佳温度，在节约能源的基础上保证了固定床反应器的运行效果。

尤其，本发明中，第三状态下，不开启热补偿装置，开启第一反应仓以及第二反应仓的温控单元，并基于第一反应仓以及第二反应仓内温度变化系数调整各温控单元的温度，第三状态表征了第二反应仓的温度变化速率较快，通过热补偿装置不能达到较好的温度控制效果，在实际情况中，反应仓的温度变化系数表征了反应吸收或放出总热量的趋势，基于温度变化系数可靠地对温控单元的温度进行调整，提高固定床反应器的运行效果。

尤其，本发明中，控制单元在预设换向条件下基于第二反应仓各部位的温度控制第二循环管路的循环方向，在实际情况中，固定床反应器内的温度存在梯度温差，温差的大小取决于反应强度以及反应类型，因此，在温差较大时，考虑适应性改变第二循环管路的循环方向，优先接触低温侧，提高换热效率的同时能提升第一反应仓各部位温度的均匀性。

附图说明

图1为发明实施例的应用于固定床反应器的拉温系统结构示意图；

图2为发明实施例的控制模块结构简图；

图中，1：第一反应仓，2：第一循环管路，3：温控单元，4：温度检测单元，5：换热单元，6：换向阀，7：第二反应仓，8：第二循环管路。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1以及图2所示，其为本发明实施例的应用于固定床反应器的拉温系统结构示意图以及控制模块结构简图，本发明的应用于固定床反应器的拉温系统包括：

反应装置，其包括用以进行吸热反应的第一反应仓1以及用以进行放热反应的第二反应仓7，所述第一反应仓1以及第二反应仓7内均设置有用以调整温度的温控单元3；

检测模块，包括设置于所述第一反应仓1以及第二反应仓7内用以获取温度值的温度检测单元4；

热补偿装置，包括环绕于所述第一反应仓1内的第一循环管路2、环绕于所述第二反应仓7内的第二循环管路8以及实现第一循环管路2以及第二循环管路8热量交换的换热单元5；

控制模块，其与所述反应装置、热补偿装置以及检测模块连接，包括分析单元以及控制单元，

所述分析单元用以基于所述第二反应仓7的温度变化系数以及当前温度判定反应装置的运行状态；

所述控制单元用以基于所述分析单元所判定的所述反应装置的运行状态控制所述反应装置的运行，其中，

第一状态下，开启热补偿装置，并且基于所述第二反应仓7的温度变化系数调整所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率；

第二状态下，开启热补偿装置，并且基于所述第一反应仓1的温度以及第二反应仓7的温度变化系数计算换热系数，调整所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率，并且，在预设时长后基于所述第二反应仓7的温度变化系数判定是否需开启所述第二反应仓7的温控单元3，并调整所述温控单元3的温度；

第三状态下，不开启热补偿装置，开启第一反应仓1以及第二反应仓7的温控单元3，并基于所述第一反应仓1以及第二反应仓7内温度变化系数调整各所述温控单元3的温度；

所述温度变化系数基于温度变化曲线构建所得。

具体而言，在本实施例中，预设时长t从区间[1,3]内选定，区间单位为分钟。

具体而言，本发明对第一反应仓1以及第二反应仓7内部的具体结构不做限定，可以包括保温壳体以及设置在所述保温壳体内装载催化剂的反应棒体，反应物可进入在反应棒体内进行反应也可从反应棒体内排出，此处不再赘述。

具体而言，本发明对换热单元5的具体结构不做限定，其可以是一个换热器，其只需能完成第一循环管路2以及第二循环管路8内介质热量交换的功能即可，不再赘述。

具体而言，本发明对温度检测单元4的具体结构不做限定，其可以是温度传感器与信息交互模组的组合，信息交互模组将检测的第一反应仓1以及第二反应仓7的温度值发送至控制模块，其只需能完成获取第一反应仓1以及第二反应仓7内温度值的功能即可，不再赘述。

具体而言，本发明对控制模块的具体结构不做限定，其本身或其中的各单元可以由逻辑部件构成，逻辑部件包括，现场可编程部件、计算机或计算机中的微处理器，此处不再赘述。

具体而言，本发明对温控单元的具体结构不做现代，其只需能实现加温或降温功能即可，温控单元可以有多个，设置于第一反应仓1以及第二反应仓7内，此处不再赘述，

具体而言，所述分析单元基于温度变化曲线确定温度变化系数，其中，

所述分析单元构建温度坐标系，在所述温度坐标系中构建温度变化曲线，所述温度坐标系为以时间为横轴以温度为纵轴所构建的直角坐标系；

以及，所述分析单元构建若干分段线将所述温度变化曲线划分为若干曲线段，并确定所述温度变化曲线的平均斜率，将所述平均斜率作为温度变化系数，各所述分段线为间距相等且平行于所述纵轴方向的若干直线，所述平均斜率为各所述曲线段的中点的斜率的平均值。

具体而言，所述分析单元基于所述第二反应仓7的温度变化系数以及当前温度判定反应装置的运行状态，其中，

所述分析单元获取所述第二反应仓7内当前的第二温度值T2’，将所述第二温度值T2’与预设的温度对比阈值T0进行对比，以及，将所述第二反应仓7的温度变化系数V与预设的第一变化系数对比阈值V1以及第二变化系数对比阈值V2进行对比，所述第一变化系数对比阈值小于所述第二变化系数对比阈值，

在第一对比结果下，所述分析单元判定所述反应装置的运行状态为第一状态；

在第二对比结果下，所述分析单元判定所述反应装置的运行状态为第二状态；

在第三对比结果下，所述分析单元判定所述反应装置的运行状态为第三状态；

其中，所述第一对比结果为所述第二温度值大于所述温度对比阈值且所述第二反应仓7的温度变化系数小于所述第一变化系数对比阈值，所述第二对比结果为所述第二温度值大于所述温度对比阈值，且，所述第二反应仓7的温度变化系数大于等于所述第一变化系数对比阈值且所述第二反应仓7的温度变化系数小于所述第二变化系数对比阈值，所述第三对比结果为所述第二温度值大于所述温度对比阈值且所述第二反应仓7的温度变化系数大于等于所述第二变化系数对比阈值。

具体而言，在本实施例中，T0为预先实验所测定的反应物的反应速率最快时的温度值。

在本实施例中，第一变化系数对比阈值V1以及第二变化系数对比阈值V2均基于预先实验所测定，其中，

在第二反应仓内进行若干次反应实验，测定最优反应速率下温度变化曲线并对应构建最优温度变化系数Vm，设定V1=α1×Vm，V2=α2×Vm，α1表示第一影响因子，α2表示第二影响因子，0.65＜α1＜0.8＜α2＜0.95。

具体而言，所述控制单元在所述第一状态下，基于所述第二反应仓7的温度变化系数调整所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率，其中，

所述控制单元调整所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率，所述循环速率的调整量为所述控制单元基于所述第二反应仓7的温度变化系数所确定；

所述控制单元将所述第二反应仓7的温度变化系数V与预设的第三变化系数对比阈值V3以及第四变化系数对比阈值V4进行对比，V3＜V4＜V1，

在第一变化系数对比结果下，所述控制单元将所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率调整至第一循环速率值C1；

在第二变化系数对比结果下，所述控制单元将所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率调整至第二循环速率值C2；

在第三变化系数对比结果下，所述控制单元将所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率调整至第三循环速率值C3；

其中，所述第一变化系数对比结果为V≥V4，所述第二变化系数对比结果为V3≤V＜V4，所述第三变化系数对比结果为V＜V3，C1＞C2＞C3。

具体而言，在本实施例中，V3以及V4为基于V1所确定，设定V3=β1×V1，V4=β2×V1，β1表示第一系数，β2表示第二系数，0.6＜β1＜0.75，0.75＜β2＜0.85。

具体而言，在本实施例中，C1、C2以及C3为基于初始的循环速率C0所确定，1.4C0＞C1＞1.3C0＞C2＞1.2C0＞C3＞1.1C0。

具体而言，本发明中，控制单元在第一状态下，开启热补偿装置，并且基于第二反应仓7的温度变化系数调整第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率，在实际情况中，反应装置在第一状态下表征了第二反应仓7内的温度变化速率较慢，在当前的温度变化趋势下，在接下来一段时间内，通过换热降温能够适应性的满足第二反应仓7的温度需求，因此，本发明通过适应性调整热补偿装置的循环速率，在保证反应要求的前提下，节约能源，提高了能源利用率，并提高了固定床反应器的运行效果。

具体而言，所述控制单元基于所述第一反应仓1的温度以及第二反应仓7的温度变化系数计算换热系数，其中，

所述控制单元按照公式（1）计算换热系数H，

（1）

公式（1）中T1表示所述第一反应仓的第一温度值，T10表示预设的温度对比参量，V表示所述第二反应仓的温度变化系数，V0表示预设的速率对比参量。

具体而言，T10以及V0为基于预先实验所得，其中，检测第一反应仓1的温度达到平衡时的温度值Th，以及反应物进行反应时的最大反应速率Vm，设定，T10=β3×Th，V0=β3×Vm，α3表示第三系数，0.7＜α3＜0.9。

具体而言，所述控制单元基于所述换热系数调整所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率，其中，

所述控制单元内设置有基于所述换热系数调整所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率的若干循环速率调整方式，各所述循环速率调整方式所确定的循环速率不同；

在本实施例中，提供至少三种循环速率调整方式，

所述控制单元将所述换热系数H与预设的第一换热系数对比阈值H1以及第二换热系数对比阈值H2进行对比，

第一循环速率调整方式为所述控制单元将所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率调整至第四循环速率值C4；

第二循环速率调整方式为所述控制单元将所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率调整至第五循环速率值C5；

第三循环速率调整方式为所述控制单元将所述第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率调整至第六循环速率值C6；

其中，所述第一循环速率调整方式需满足H≥H2，所述第二循环速率调整方式需满足H1≤H＜H2，所述第三循环速率调整方式需满足H＜H1，C4＜C5＜C6。

具体而言，在本实施例中，H1以及H2为基于T1=T10以及V=V0下计算的换热系数H0计算所得，设定H1=β4×H0，H2=β5×H0，其中，β4表示第四系数，0.7＜β4＜0.9，β5表示第五系数，1.1＜β5＜1.3。

具体而言，在本实施例中，C4、C5以及C6为基于初始的循环速率C0所确定，0.8C0＜C4＜0.9C0＜C5＜C0＜C6＜1.1C0。

具体而言，所述控制单元在预设时长后基于所述第二反应仓7的温度变化系数判定是否需开启所述第二反应仓7的温控单元3，并调整所述温控单元3的温度，其中，

所述控制单元获取所述第二反应仓7的温度变化系数V，将所述温度变化系数V与预设的第三变化系数对比阈值V3进行对比，

在预设对比条件下，所述控制单元判定需开启所述第二反应仓7的温控单元3，并将所述第二反应仓7的温控单元3的温度调整至预设温控温度值Tw0；

其中，所述预设对比条件为所述第二反应仓7的温度变化系数大于等于所述第三变化系数对比阈值。

具体而言，在本实施例中，Tw0从区间[-5,-10]内选定，区间单位为摄氏度。

具体而言，本发明中，在第二状态下，基于第一反应仓1的温度以及第二反应仓7的温度变化系数计算换热系数，换热系数由第一反应仓1的温度以及第二反应仓7的温度变化系数计算所得，表征了第一反应仓1与第二反应仓7在接下来一段时间内进行热交换时的热量传递情况，在实际情况中，若热量传递情况越好，进行热交换时的效率越高，所需的第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率越小，在第二反应仓7内的温度变化速率中等的第二状态下，控制单元通过计算出的换热系数自适应的调整第一循环管路2以及第二循环管路8的循环速率，并在预设时长后，基于第二反应仓7的温度变化系数表征热交换对第二反应仓7的温度控制的效果，若第二反应仓7的温度变化系数较大，则表明热交换对第二反应仓7的温度控制效果较差，需要进一步通过开启温控单元3控制第二反应仓7的温度为较佳温度，提前做出适应性调整，在节约能源的基础上保证了固定床反应器在接下来一段时间内的运行效果。

具体而言，所述第二循环管路8内还设置有换向阀6，以改变循环方向，所述控制单元还用以在预设换向条件下基于第二反应仓7各部位的温度控制所述第二循环管路8的循环方向，其中，

所述控制单元基于温度检测单元4的数据确定第二反应仓7的低温侧以及高温侧，控制所述第二循环管路8内的介质由靠近低温侧流向高温侧；

所述换向条件为所述第二反应仓7存在温差大于预定阈值△T的部位。

具体而言，在本实施例中，△T从区间[10,30]内选定，区间单位为摄氏度。

具体而言，本发明中，控制单元在预设换向条件下基于第二反应仓7各部位的温度控制第二循环管路8的循环方向，在实际情况中，固定床反应器内的温度存在梯度温差，温差的大小取决于反应强度以及反应类型，因此，在温差较大时，考虑适应性改变第二循环管路8的循环方向，优先接触低温侧，提高换热效率的同时能提升第一反应仓1各部位温度的均匀性。

具体而言，所述控制单元基于所述第二反应仓7的温度变化系数调整所述第二反应仓7的温控单元3的温度，其中，

所述控制单元控制所述第二反应仓7的温控单元3的温度减小，减小量基于所述第二反应仓7的温度变化系数所确定；

所述控制单元将所述第二反应仓7的温度变化系数V与预设的第五变化系数对比阈值V5以及第六变化系数对比阈值V6进行对比，V2＜V5＜V6，

在第四变化系数对比结果下，所述控制单元将所述第二反应仓7的温控单元3的温度调整至第一温控温度值Tw1；

在第五变化系数对比结果下，所述控制单元将所述第二反应仓7的温控单元3的温度调整至第二温控温度值Tw2；

在第六变化系数对比结果下，所述控制单元将所述第二反应仓7的温控单元3的温度调整至第三温控温度值Tw3；

其中，所述第四变化系数对比结果为V≥V6，所述第五变化系数对比结果为V5≤V＜V6，所述第六变化系数对比结果为V＜V5，Tw1＜Tw2＜Tw3。

具体而言，在本实施例中，V5以及V6为基于V2所确定，设定V5=β6×V2，V6=β7×V2，β6表示第六系数，β7表示第七系数，1.1＜β6＜1.3，1.3＜β7＜1.5。

具体而言，在本实施例中，Tw1、Tw2以及Tw3为基于第二反应仓7内温控单元3的初始的温度Tw0’计算所得，Tw0’从区间[-5,-10]内选定，设定1.4Tw0’＜Tw1＜1.3Tw0’＜Tw2＜1.2Tw0’＜Tw3＜1.1Tw0’。

具体而言，所述控制单元基于所述第一反应仓1的温度变化系数调整所述第一反应仓1的温控单元3的温度，其中，

所述控制单元控制所述第一反应仓1的温控单元3的温度增大，增大量基于所述第一反应仓1的温度变化系数所确定；

所述控制单元将所述第一反应仓1的温度变化系数V’与预设的第五变化系数对比阈值V5以及第六变化系数对比阈值V6进行对比，V2＜V5＜V6，

在第七变化系数对比结果下，所述控制单元将所述第一反应仓1的温控单元3的温度调整至第四温控温度值Tw4；

在第八变化系数对比结果下，所述控制单元将所述第一反应仓1的温控单元3的温度调整至第五温控温度值Tw5；

在第九变化系数对比结果下，所述控制单元将所述第一反应仓1的温控单元3的温度调整至第六温控温度值Tw6；

其中，所述第四变化系数对比结果为V≥V6，所述第五变化系数对比结果为V5≤V＜V6，所述第六变化系数对比结果为V＜V5，Tw4＞Tw5＞Tw6。

具体而言，在本实施例中，Tw1、Tw2以及Tw3为基于第一反应仓1内温控单元3的初始的温度Tw0’’计算所得，Tw0’’从区间[5,10]内选定，设定1.1Tw0＜Tw6＜1.2Tw0＜Tw5＜1.3Tw0＜Tw4＜1.4Tw0。

具体而言，本发明中，第三状态下，不开启热补偿装置，开启第一反应仓1以及第二反应仓7的温控单元3，并基于第一反应仓1以及第二反应仓7内温度变化系数调整各温控单元3的温度，第三状态表征了第二反应仓7的温度变化速率较快，通过热补偿装置不能达到较好的温度控制效果，在实际情况中，反应仓的温度变化系数表征了反应吸收或放出总热量的趋势，基于温度变化系数可靠地对温控单元3的温度进行调整，提高固定床反应器的运行效果。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种应用于固定床反应器的拉温系统，其特征在于，包括：

反应装置，其包括用以进行吸热反应的第一反应仓以及用以进行放热反应的第二反应仓，所述第一反应仓以及第二反应仓内均设置有用以调整温度的温控单元；

检测模块，包括设置于所述第一反应仓以及第二反应仓内用以获取温度值的温度检测单元；

热补偿装置，包括环绕于所述第一反应仓内的第一循环管路、环绕于所述第二反应仓内的第二循环管路以及实现第一循环管路以及第二循环管路热量交换的换热单元；

控制模块，其与所述反应装置、热补偿装置以及检测模块连接，包括分析单元以及控制单元，

所述分析单元用以基于所述第二反应仓的温度变化系数以及当前温度判定反应装置的运行状态；

所述控制单元用以基于所述分析单元所判定的所述反应装置的运行状态控制所述反应装置的运行，其中，

所述反应装置为第一状态，开启热补偿装置并且基于所述第二反应仓的温度变化系数调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率；

所述反应装置为第二状态，开启热补偿装置并且基于所述第一反应仓的温度以及第二反应仓的温度变化系数计算换热系数，调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率，并且，在预设时长后基于所述第二反应仓的温度变化系数判定是否需开启所述第二反应仓的温控单元，并调整所述温控单元的温度；

所述反应装置为第三状态，开启第一反应仓以及第二反应仓的温控单元，并基于所述第一反应仓以及第二反应仓内温度变化系数调整各所述温控单元的温度；

所述温度变化系数基于温度变化曲线构建所得；

所述分析单元基于温度变化曲线确定温度变化系数，其中，

所述分析单元构建温度坐标系，在所述温度坐标系中构建温度变化曲线，所述温度坐标系为以时间为横轴以温度为纵轴所构建的直角坐标系；

以及，所述分析单元构建若干分段线将所述温度变化曲线划分为若干曲线段，并确定所述温度变化曲线的平均斜率，将所述平均斜率作为温度变化系数，各所述分段线为间距相等且平行于所述纵轴方向的若干直线，所述平均斜率为各所述曲线段的中点的斜率的平均值；

所述分析单元基于所述第二反应仓的温度变化系数以及当前温度判定反应装置的运行状态，其中，

所述分析单元获取所述第二反应仓内当前的第二温度值，将所述第二温度值与预设的温度对比阈值进行对比，以及，将所述第二反应仓的温度变化系数与预设的第一变化系数对比阈值以及第二变化系数对比阈值进行对比，所述第一变化系数对比阈值小于所述第二变化系数对比阈值，

在第一对比结果下，所述分析单元判定所述反应装置的运行状态为第一状态；

在第二对比结果下，所述分析单元判定所述反应装置的运行状态为第二状态；

在第三对比结果下，所述分析单元判定所述反应装置的运行状态为第三状态；

其中，所述第一对比结果为所述第二温度值大于所述温度对比阈值且所述第二反应仓的温度变化系数小于所述第一变化系数对比阈值，所述第二对比结果为所述第二温度值大于所述温度对比阈值，且，所述第二反应仓的温度变化系数大于等于所述第一变化系数对比阈值且所述第二反应仓的温度变化系数小于所述第二变化系数对比阈值，所述第三对比结果为所述第二温度值大于所述温度对比阈值且所述第二反应仓的温度变化系数大于等于所述第二变化系数对比阈值；

所述控制单元在所述第一状态下，基于所述第二反应仓的温度变化系数调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率，其中，

所述控制单元调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率，所述循环速率的调整量为所述控制单元基于所述第二反应仓的温度变化系数所确定；

所述控制单元基于所述第一反应仓的温度以及第二反应仓的温度变化系数计算换热系数，其中，

所述控制单元按照公式（1）计算换热系数H，公式（1）中T1表示所述第一反应仓的第一温度值，T10表示预设的温度对比参量，V表示所述第二反应仓的温度变化系数，V0表示预设的速率对比参量；

所述控制单元基于所述换热系数调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率，其中，

所述控制单元内设置有基于所述换热系数调整所述第一循环管路以及第二循环管路的循环速率的若干循环速率调整方式，各所述循环速率调整方式所确定的循环速率不同；

所述控制单元基于所述第二反应仓的温度变化系数调整所述第二反应仓的温控单元的温度，其中，

所述控制单元控制所述第二反应仓的温控单元的温度减小，减小量基于所述第二反应仓的温度变化系数所确定；

所述控制单元基于所述第一反应仓的温度变化系数调整所述第一反应仓的温控单元的温度，其中，

所述控制单元控制所述第一反应仓的温控单元的温度增大，增大量基于所述第一反应仓的温度变化系数所确定。

2.根据权利要求1所述的应用于固定床反应器的拉温系统，其特征在于，所述控制单元在预设时长后基于所述第二反应仓的温度变化系数判定是否需开启所述第二反应仓的温控单元，并调整所述温控单元的温度，其中，

所述控制单元获取所述第二反应仓的温度变化系数，将所述温度变化系数与预设的第三变化系数对比阈值进行对比，

在预设对比条件下，所述控制单元判定需开启所述第二反应仓的温控单元，并将所述第二反应仓的温控单元的温度调整至预设温控温度值；

其中，所述预设对比条件为所述第二反应仓的温度变化系数大于等于所述第三变化系数对比阈值。

3.根据权利要求1所述的应用于固定床反应器的拉温系统，其特征在于，所述第二循环管路内还设置有换向阀，以改变循环方向，所述控制单元还用以在预设换向条件下基于第二反应仓各部位的温度控制所述第二循环管路的循环方向，其中，

所述控制单元基于温度检测单元的数据确定第二反应仓的低温侧以及高温侧，控制所述第二循环管路内的介质由靠近低温侧流向高温侧；

所述换向条件为所述第二反应仓存在温差大于预定阈值的部位。