1.一种适用于布洛芬傅克反应的精密温度控制装置,其特征在于,包括:管式反应换热器和温度控制系统;
所述管式反应换热器第一端设有进料口,第二端设有排气口、排料口;所述管式反应换热器从第一端到第二端依次设有若干段反应换热器;每段所述反应换热器上均设有进水口、出水口;所述进料口用于反应物料的放入,所述排气口用于反应后气体的排出,所述排料口用于反应后氯酮物料的排出;所述进水口、出水口用于冷冻液体的流入、流出,所述冷冻液体用于对各段所述反应换热器进行降温;
所述温度控制系统包括串级温度控制系统、过程模拟预测控制模块;所述串级温度控制系统包括温度控制回路、冷冻液体流量控制回路;所述温度控制回路为主回路,所述冷冻液体流量控制回路为副回路;所述过程模拟预测控制模块用于进行反应过程模拟,通过反应过程模拟得到反应放热量预测结果,并基于所述反应放热量预测结果生成补偿信号;
所述温度控制回路包括:温度采集模块、温度控制模块、流量变送模块、流量控制模块、若干个水泵;所述温度采集模块用于采集各段所述反应换热器的温度、各段所述反应换热器进水口及出水口处冷冻液体的温度;所述温度控制模块用于产生温度控制信号,通过所述温度控制信号对各段所述反应换热器进行温度控制;所述流量变送模块用于对各段反应换热器进水口处的进水流量、进料口处的进料流量进行测量及变送;所述流量控制模块用于产生进水流量控制信号、进料流量控制信号,通过所述进水流量控制信号对各段所述反应换热器中冷冻液体的进水流量进行控制,通过所述进料流量控制信号对进料流量进行控制;所述水泵用于为各段所述反应换热器中冷冻液体的流入提供动力;
所述过程模拟预测控制模块基于各段所述反应换热器的实时温度、各段所述反应换热器进水口及出水口处冷冻液体的温度、反应物料的进料流量,通过反应机理模型进行反应过程模拟,得到相应反应换热器的反应放热量预测结果,并基于所述反应放热量预测结果生成相应反应换热器的补偿信号;
所述精密温度控制装置的适用于布洛芬傅克反应的精密温度控制方法,包括如下步骤:
S1、通过温度采集模块实时采集各段反应换热器的温度、各段反应换热器进水口及出水口处冷冻液体的温度,并通过所述流量变送模块实时采集进料口处反应物料的进料流量以及各段反应换热器的冷冻液体进水流量;
S2、通过所述过程模拟预测控制模块产生补偿信号;其中,所述过程模拟预测控制模块基于各段反应换热器的温度、各段反应换热器进水口及出水口处冷冻液体的温度、进料口处反应物料的进料流量产生补偿信号;
S3、通过温度控制器产生控制信号;其中,所述温度控制器基于各段反应换热器的温度与预设阈值的偏差产生温度控制信号;
S4、通过所述流量控制器产生流量控制信号;其中,所述流量控制器基于所述温度控制信号、补偿信号、各段反应换热器的冷冻液体进水流量产生进水流量控制信号;
S5、基于所述进水流量控制信号对水泵的功率进行调节,完成布洛芬傅克反应的温度控制。
2.根据权利要求1所述的适用于布洛芬傅克反应的精密温度控制装置,其特征在于,所述管式反应换热器为三段管式反应换热器。
3.根据权利要求1所述的适用于布洛芬傅克反应的精密温度控制装置,其特征在于,所述冷冻液体的流动方向与所述反应物料的流动方向相反。
4.根据权利要求1所述的适用于布洛芬傅克反应的精密温度控制装置,其特征在于,所述进料口包括第一进料口、第二进料口,所述第一进料口用于酰氯络合物进料,所述第二进料口用于异丁苯进料。
5.根据权利要求4所述的适用于布洛芬傅克反应的精密温度控制装置,其特征在于,还包括进料流量控制回路,所述进料流量控制回路包括比值控制系统,所述比值控制系统用于控制酰氯络合物、异丁苯的进料流量比值系数,所述异丁苯的进料流量和所述酰氯络合物的进料流量组成双闭环比值控制结构。
6.根据权利要求5所述的适用于布洛芬傅克反应的精密温度控制装置,其特征在于,所述双闭环比值控制结构中,酰氯络合物的进料流量为主动量,异丁苯的进料流量为从动量。