发明名称 反应制程控制
摘要 一种用于优化生产速率的反应制程约束变数操纵控制方法,该方法包括根据有效热传输和至少一种其他的制程约束变数,自动且连续地控制一反应器的触媒进料速率,从而控制反应。一种用于优化生产速率的反应制程约束变数操纵控制系统,该系统包括一反应器,一设计用于将触媒添加到反应器中的触媒进料器,一用于传输反应器中热量的热交换器,一有效热感测器,用于测定该热传输设备中的有效热传递,和至少一个控制器,根据有效热传输和至少一项其他的制程约束变数自动且连续地控制该触媒进料器。
申请公布号 TW523647 申请公布日期 2003.03.11
申请号 TW091104870 申请日期 2002.03.13
申请人 艾克颂美孚化学专利股份有限公司 发明人 苏哈斯 狄维卡;吉亚普朗 普拉萨;理察 孔恩;大卫 山岱尔
分类号 G05D21/00 主分类号 G05D21/00
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种用于优化生产速率之反应制程约束变数操纵控制方法,该方法包括:测定有效热传输和至少一额外的制程约束变数;及根据该有效热传输和至少一额外的制程约束变数,自动且连续地控制触媒进入反应器的速率以控制反应。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该额外的制程约束变数包括现时的反应器生产速率。3.如申请专利范围第2项之方法,其中该现时生产速率是与合意的反应速率比较以控制触媒进料速率。4.如申请专利范围第1项之方法,其中该额外的制程约束变数包括反应器的收集器内的反应产物之量。5.如申请专利范围第4项之方法,其中系将该收集器内的反应产物之量是与合意的反应器的收集器内的反应产物之量比较以控制触媒进料速率。6.如申请专利范围第1项之方法,其中该额外的制程约束变数包括反应器循环流中的冷凝物重量百分比。7.如申请专利范围第6项之方法,其中系将该冷凝物重量百分比与合意的冷凝物重量百分比进行比较。8.如申请专利范围第1项之方法,其中该额外的制程约束变数包括反应器循环流的露点。9.如申请专利范围第8项之方法,其中系将该露点与合意的露点进行比较。10.如申请专利范围第1项之方法,其中该额外的制程约束变数包括夹带进入循环气中之固体物质的量。11.如申请专利范围第10项之方法,其中系将该夹带进入循环气中之固体物质的量与合意的夹带进入循环气中之固体物质的量比较以控制触媒进料速率。12.如申请专利范围第1项之方法,其中该额外的制程约束变数包括粒状树脂传输系统速率。13.如申请专利范围第12项之方法,其中系将该粒状树脂传输系统速率与合意的粒状树脂传输系统速率比较以控制触媒进料速率。14.如申请专利范围第1项之方法,其中该额外的制程约束变数包括造粒速率。15.如申请专利范围第14项之方法,其中系将该造粒速率与合意的造粒速率比较以控制触媒进料速率。16.如申请专利范围第1项之方法,其中该额外的制程约束变数包括进料流量。17.如申请专利范围第16项之方法,其中系将该进料流量与合意的进料流量比较以控制触媒进料速率。18.如申请专利范围第1项之方法,其中该根据有效热传输连续且自动地控制触媒进入反应器的进料速率系包括调节热传输介质混合点的T。19.如申请专利范围第1项之方法,其中该根据有效热传输连续且自动地控制触媒进入反应器的进料速率的作法包括调节热传输介质混合点的T和监测热传输设备的热传输介质阀位置。20.如申请专利范围第1项之方法,其中该根据有效热传输连续且自动地控制触媒进入反应器的进料速率的作法包括监测热传输设备的热传输介质阀位置。21.如申请专利范围第1项之方法,其中该反应器中的热传输设备包括一与该反应器和一导管相连的热交换器,其设计结构是为了使热传输介质在该热交换器和该热传输介质源之间循环流动。22.如申请专利范围第21项之方法,其中该热传输设备包括一循环导管,该导管系构造成使得至少一部分的热传输介质旁通过该热传输介质源,因而使至少一部分的热传输介质可以不经过该热传输介质源而再循环进入该热交换器。23.如申请专利范围第22项之方法,其中该循环导管的设计是,在混合点将至少一部分的该热传输介质和经由热传输源的热传输介质在进入该热交环器之前进行混合。24.如申请专利范围第23项之方法,其中一第一温度感测器测定的是在该热传输源和该混合点之间的热传输介质的温度,且有一第二温度感测器测定的是在该混合点与该热交换器之间的该热传输介质的温度。25.如申请专利范围第24项之方法,其中有一控制器将该第二温度减去该第一温度而计算得到温度差(T)。26.如申请专利范围第25项之方法,其中该控制器系在T波动超过预设値时触发警报。27.如申请专利范围第21项之方法,其中该热传输设备包括一个热传输介质阀,该阀系设计成用于控制旁通该热传输源的热传输介质的量和通过热传输介质源的热传输介质的量。28.如申请专利范围第27项之方法,其中有一热传输介质阀感测器测量该热传输介质阀的位置。29.如申请专利范围第28项之方法,其中系将该热传输介质阀的位置与最大允许的热传输介质阀的位置进行比较以控制触媒进料速率,且其中该热传输介质阀的位置系经维持在阀的位置会影响热传输改变的范围之内。30.如申请专利范围第1项之方法,其更包括测量热传输设备的第一泵引起的压力差。31.如申请专利范围第30项之方法,其更包括根据该第一泵引起的压力差控制第二泵之作法。32.如申请专利范围第1项之方法,其中该反应器包含一流化床。33.如申请专利范围第1项之方法,其中该反应包括聚合反应。34.如申请专利范围第1项之方法,其中该反应包括将乙烯形成聚乙烯之聚合反应。35.一种用于优化生产速率之反应制程约束变数操纵控制系统,该系统包括:反应器;触媒进料器,其系经构造成用于将触媒添加到该反应器中;热传输装置,其系经构造成用于传输与该反应器相关的热;有效热传输感测器,其系经构造成用于测量该热传输设备中的有效热传输;和至少一个控制器,其系经构造成根据有效热传输和至少一个额外的制程约束变数连续地控制该触媒进料器。36.如申请专利范围第35项之系统,其中该额外的制程约束变数包括合意的反应器生产速率。37.如申请专利范围第35项之系统,其中该额外的制程约束变数包括反应器收集器中反应产物的量。38.如申请专利范围第35项之系统,其中该额外的制程约束变数包括反应器循环流中冷凝物的重量百分比。39.如申请专利范围第35项之系统,其中该额外的制程约束变数包括反应器循环流的露点。40.如申请专利范围第35项之系统,其中该热传输设备包括一个热交换器。41.如申请专利范围第40项之系统,其中该热交换器系经构造成用于带走反应器热量42.如申请专利范围第40项之系统,其中该热交换器系经构造成用于给反应器加热。43.如申请专利范围第35项之系统,其中该热传输设备包括一与反应器相连的热交换器,一热传输源,和一导管,其系经构造成使热传输介质在该热交换器与该热传输介质源之间循环流动。44.如申请专利范围第43项之系统,其更包括一循环导管,该导管使得至少一部分的热传输介质旁通过该热传输介质源,如此至少一部分的热传输介质可以不经过热传输介质源而再循环进入该热交换器。45.如申请专利范围第44项之系统,其中该循环导管系经构造成,在混合点将至少一部分的热传输介质和经由该热传输源的热传输介质在进入该热交换器前进行混合。46.如申请专利范围第45项之系统,其中该有效热传输感测器包括:一第一温度感测器用以测定该热传输源和该混合点之间的热传输介质温度;与一第二温度感测器用以测定该混合点和该热交换器之间的热传输介质温度。47.如申请专利范围第46项之系统,其中至少一该控制器将第二温度减去第一温度计算得到T。48.如申请专利范围第47项之系统,其中该T代表有效热传输率。49.如申请专利范围第48项之系统,其中该控制器系在T波动超过预设値时触发警报。50.如申请专利范围第43项之系统,其更包括一热传输介质阀,其系经构造成用于控制旁通过该热传输源的热传输介质的量和通过热传输介质源的热传输介质的量。51.如申请专利范围第50项之系统,其更包括一热传输介质阀感测器用以测量该热传输介质阀的位置。52.如申请专利范围第51项之系统,其更包括一操作者介面,其系经构造成用于接收该热传输介质阀的最大允许位置,且其中至少一个控制器将该热传输介质阀位置与热传输介质阀最大允许位置比较以控制触媒进料速率。53.如申请专利范围第52项之系统,其中该热传输介质阀位置感测器系连接于至少一个控制器上,且其中该至少一控制器系经构造成根据该热传输介质阀位置控制触媒进料速率。54.如申请专利范围第52项之系统,其更包括一热传输介质阀,该阀系经构造成用于控制旁通过该热传输源的热传输介质的量和通过该热传输介质源的热传输介质的量,更包括一热传输介质阀位置感测器,其系经构造成用以测定该热传输介质阀的位置,其中该热传输介质感测器系经连接于至少一个控制器上,且其中该至少一控制器系经构造成用以比较来自该热传输介质阀位置感测器的信号和该T以控制该触媒进料器。55.如申请专利范围第35项之系统,其更包括一警报装置,其系经构造成根据预设的有效热传输波动値触发警报。56.如申请专利范围第35项之系统,其更包括一与该热传输设备相连的第一泵。57.如申请专利范围第56项之系统,其更包括一与该热传输设备相连的第二泵。58.如申请专利范围第57项之系统,其更包括一压力差感测器用于测定由该第一泵引起的压力差。59.如申请专利范围第58项之系统,其中该压力差感测器系与二第二泵控制器相连,该控制器系经构造成根据该第一泵引起的压力差控制该第二泵,且其中该第二泵控制器系与该至少一个控制器相同或不同。60.如申请专利范围第35项之系统,其更包括一循环回路。61.如申请专利范围第60项之系统,其更包括一露点感测器用以测定该循环回路中的气体露点。62.如申请专利范围第61项之系统,其中该露点感测器与至少一个控制器相连,且其中该至少一个控制器系经构造成根据该循环回路中的气体露点控制该触媒进料器。63.如申请专利范围第62项之系统,其更包括一操作者介面,其系经构造成用于接收露点逼近値(approach),且其中该至少一个控制器系经由比较该露点和该露点逼近値以控制该触媒进料器。64.如申请专利范围第60项之系统,其更包括一用于测量该循环回路中冷凝液体重量百分比的冷凝物重量百分比感测器。65.如申请专利范围第64项之系统,其中该冷凝物重量百分比感测器系与至少一个控制器相连,且其中该至少一控制器系经构造成根据该循环回路中的冷凝物重量百分比来控制该触媒进料器。66.如申请专利范围第65项之系统,其更包括一操作者介面,其系经构造成用以接收最大允许的冷凝物重量百分比,且其中该至少一个控制器系经由比较冷凝物重量百分比现时値与最大允许値以控制该触媒进料器。67.如申请专利范围第35项之系统,其中该反应器包含一用于采集反应产物的收集器。68.如申请专利范围第67项之系统,其更包括一反应产物感测器用以测定该收集器中的反应产物量。69.如申请专利范围第68项之系统,其中该反应产物感测器系与至少一个控制器相连,该控制器系经构造成根据该收集器中的反应产物量控制该触媒进料器。70.如申请专利范围第69项之系统,其更包括一操作者介面,其系经构造成用于接收该收集器中的合意反应产物量,且其中该至少一个控制器系经由比较该收集器中的反应产物量和该收集器中的合意反应产物量以控制该触媒进料器。71.如申请专利范围第35项之系统,其更包括一生产速率感测器,其系经构造成用以测定该反应器的生产速率。72.如申请专利范围第71项之系统,其中该生产速率控制器系与该至少一个控制器相连,且其中该至少一控制器系经构造成根据现时生产速率控制该触媒进料器。73.如申请专利范围第72项之系统,其更包括一操作者介面其系经构造成用于接收一合意生产速率,且其中该至少一个控制器系经由比较生产速率与该合意生产速率以控制该触媒进料器。74.如申请专利范围第35项之系统,其中该反应器包括一流化床。75.一种在气相流化床反应器中优化聚乙烯均聚物或共聚物的生产速率之反应制程约束变数操纵控制方法,该方法包括根据有效热传输、该反应器的现时生产速率、该反应器收集器中的反应产物量、该反应器循环流中冷凝物的电量百分比,而自动且连续地控制给到该反应器内的触媒进料速率以控制反应。图式简单说明:第1图是一种已知的气相反应器系统示意图;第2图是一种根据本发明得到的气相反应器系统示意图;第3图是触媒进料器的透视图;第4图是触媒进料器的分解的部分横截面图;第5图是一个逻辑图,其中生产速率经由目标生产速率、冷却水T,冷却水阀位置和露点来控制;第6图是已经由目标生产速率、目标冷却水阀位置和目标露点控制生产的逻辑图;第7图是一个经由生产速率希望値、吹扫箱水位希望値、冷凝物的最大质量百分比和冷却水的最大阀位置控制生产的逻辑图;第8图是RPM初始化逻辑的逻辑图;第9图是RPM分流器逻辑的逻辑图;第10图是给定値处理器的逻辑图;第11图是一个RPM防淤塞逻辑图;第12图给出了生产速率控制器的操作者介面;第13图给出了提供给工程师介面的控制屏;第14图显示出实例1中的在冷却约束变数内的生产速率最大化的结果;第15图显示出实例2中的生产速率控制器优化的生产速率的结果;第16图显示出实例3的结果,其中生产速率是反应器中触媒量和冷却水T的函数;第17图显示出比较实例1的结果,其中显示出调节露点的潜在重要性。
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