本發(fā)明涉及模擬移動(dòng)床吸附分離，特別涉及一種柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置的建模方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)柴油原料中的芳烴因?yàn)殡y以完全燃燒，會(huì)給環(huán)境造成污染，柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置可以將工業(yè)柴油原料中的芳烴分離出來(lái)并作為高附加值化學(xué)品，同時(shí)工業(yè)柴油原料中余下的非芳烴則成為了清潔柴油，該裝置兩全其美地實(shí)現(xiàn)柴油清潔化與獲得高附加值化學(xué)品芳烴的兩大戰(zhàn)略目標(biāo)，是石油化工行業(yè)跨越式發(fā)展的重要里程牌。

2、柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置眾多的床層參數(shù)、操作參數(shù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)、吸附等溫線、進(jìn)料組成參數(shù)、解吸劑組成參數(shù)等都會(huì)影響裝置性能指標(biāo)。采用建模手段，全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確地揭示這些參數(shù)與裝置性能指標(biāo)之間的定量關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)與優(yōu)化操作，具有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了實(shí)現(xiàn)柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)與優(yōu)化操作，以豐富工藝路線和增加選擇空間，本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置的建模方法和裝置。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置的建模方法，所述柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附裝置可以包括：若干床層，相鄰的床層沿床層流動(dòng)相的流動(dòng)方向依次連接，所述床層之間布設(shè)有進(jìn)樣節(jié)點(diǎn)、抽出液節(jié)點(diǎn)、解吸劑節(jié)點(diǎn)和抽余液節(jié)點(diǎn)，且節(jié)點(diǎn)按步進(jìn)時(shí)間沿所述床層流動(dòng)相的流動(dòng)方向同步移動(dòng)到下一床層，以實(shí)現(xiàn)所述柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置對(duì)所述床層進(jìn)行模擬移動(dòng)操作；所述建模方法可以包括：

3、基于物料衡算原理和傳質(zhì)機(jī)理，分別構(gòu)建以所述柴油中芳烴成分、非芳烴成分和解吸劑成分劃分的不同組分的床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型和床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型；

4、基于有限元法和正交配置法對(duì)所述床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型進(jìn)行離散化處理，以得到不同組分的床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型；

5、基于正交配置法對(duì)所述床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型進(jìn)行離散化處理，以得到不同組分的床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型；

6、基于物料衡算原理，分別構(gòu)建不同組分的節(jié)點(diǎn)模型；其中，所述節(jié)點(diǎn)模型包括：進(jìn)樣節(jié)點(diǎn)模型、抽出液節(jié)點(diǎn)模型、解吸劑節(jié)點(diǎn)模型和抽余液節(jié)點(diǎn)模型；

7、基于所述床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型、所述床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型和所述節(jié)點(diǎn)模型，構(gòu)建不同組分的床層動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型；

8、基于不同組分的所述床層動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型，構(gòu)建所述柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附裝置的全組分床層動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型，以基于所述全組分床層動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型對(duì)所述柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附裝置的模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

9、可選的，所述基于有限元法和正交配置法對(duì)所述床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型進(jìn)行離散化處理，以得到不同組分的床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型，可以包括：

10、將所述床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型對(duì)應(yīng)的每個(gè)床層的無(wú)量綱軸向空間坐標(biāo)劃分為ne個(gè)有限元；

11、采用定義區(qū)間為[0,1]的np階勒讓德正交多項(xiàng)式推導(dǎo)得到一階離散化矩陣與二階離散化矩陣；

12、基于所述一階離散化矩陣與所述二階離散化矩陣，對(duì)每個(gè)有限元上的床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型進(jìn)行離散化處理，以得到不同組分的床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型。

13、可選的，所述基于正交配置法對(duì)所述床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型進(jìn)行離散化處理，以得到不同組分的床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型，可以包括：

14、基于ρ2的(2×npr)階雅可比正交多項(xiàng)式推導(dǎo)得到的一階離散化矩陣與二階離散化矩陣；

15、基于所述一階離散化矩陣與所述二階離散化矩陣，對(duì)所述床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型進(jìn)行離散化處理，以得到不同組分的床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型。

16、可選的，所述床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型中不同組分在吸附劑上的吸附量采用多組分非線性競(jìng)爭(zhēng)吸附等溫線確定。

17、可選的，所述多組分非線性競(jìng)爭(zhēng)吸附等溫線為選擇性吸附雙中心的改造型多組分langmuir型吸附等溫線；

18、其中，選擇性吸附雙中心包括：芳烴選擇性吸附中心與非芳烴選擇性吸附中心。

19、可選的，根據(jù)不同組分的動(dòng)力學(xué)參數(shù)中的軸向彌散系數(shù)和膜傳質(zhì)系數(shù)構(gòu)建不同組分的床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型。

20、可選的，根據(jù)不同組分的動(dòng)力學(xué)參數(shù)中的粒內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)構(gòu)建不同組分的床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型。

21、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置的建模裝置，可以包括：

22、床層動(dòng)態(tài)機(jī)理模型構(gòu)建模塊，用于基于物料衡算原理和傳質(zhì)機(jī)理，分別構(gòu)建以所述柴油中芳烴成分、非芳烴成分和解吸劑成分劃分的不同組分的床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型和床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型；

23、離散化處理模塊，用于基于有限元法和正交配置法對(duì)所述床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型進(jìn)行離散化處理，以得到不同組分的床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型；和，基于正交配置法對(duì)所述床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理模型進(jìn)行離散化處理，以得到不同組分的床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型；

24、節(jié)點(diǎn)模型構(gòu)建模塊，用于基于物料衡算原理，分別構(gòu)建不同組分的節(jié)點(diǎn)模型；其中，所述節(jié)點(diǎn)模型包括：進(jìn)樣節(jié)點(diǎn)模型、抽出液節(jié)點(diǎn)模型、解吸劑節(jié)點(diǎn)模型和抽余液節(jié)點(diǎn)模型；

25、床層動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型構(gòu)建模塊，用于基于所述床層流動(dòng)相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型、所述床層固定相動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型和所述節(jié)點(diǎn)模型，構(gòu)建不同組分的床層動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型；

26、全組分床層動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型構(gòu)建模塊，用于基于不同組分的所述床層動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型，構(gòu)建所述柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附裝置的全組分床層動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型；

27、優(yōu)化模塊，用于基于所述全組分床層動(dòng)態(tài)機(jī)理離散模型對(duì)所述柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附裝置的模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

28、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面所述的柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置的建模方法。

29、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器，處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面所述的柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置的建模方法。

30、本發(fā)明實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案的有益效果至少包括：

31、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置的建模方法和裝置，該方法能夠全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確地揭示柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置眾多的床層參數(shù)、操作參數(shù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)、吸附等溫線、進(jìn)料組成參數(shù)、解吸劑組成參數(shù)與裝置性能指標(biāo)之間的定量關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)柴油芳烴模擬移動(dòng)床吸附分離裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)與優(yōu)化操作，具有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

32、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫的說(shuō)明書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

33、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。