董泽旭 赵 众 张江淮

（北京化工大学信息科学与技术学院）

丙烯是一种重要的基础化工原料，进一步加工可以获得大量的化工产品。 目前，工业中丙烯生产是在乙烯装置中，将脱丙烷塔送来的物料在催化剂的条件下通入适量氢气， 脱除甲基乙炔（MA）和丙二烯（PD）到一定标准以下［1］。 由于影响反应的变量较多，实际的工业生产中不允许使用阶跃测试， 也不能使用传统的辨识方法建模，笔者选择机理建模的方法构建反应器模型。 碳三加氢反应器中发生的反应存在于气液固三相之间，对它进行机理建模就要用到传质、传热原理，通过质量守恒和能量守恒结合反应动力学的知识确立模型结构，采集现场工业生产数据进行模型辨识。

除此之外， 现场的工艺要求有时会有所不同。 为了符合产品的标准，需要选择一种分区域的操作方法， 根据出口MAPD浓度变化分区域建立模型，再设计相应的控制器，保证工业产品生产，避免氢气的浪费，提高催化剂的选择性。

1 碳三加氢反应器的机理建模

1.1 碳三加氢反应器的工艺

碳三加氢反应器是用来将碳三馏分中的甲基乙炔和丙二烯加氢生成丙烯和丙烷的反应器。将来自高压脱丙烷塔的产品——含有MAPD的液相物料和氢气通入反应罐内与钯基催化剂接触反应，出料部分汽化，流出物先进入MAPD转化器中间冷却器进行冷却，再进入分离罐，在分离罐处分为两股，其中一股被抽出在循环冷却器中用18 ℃的丙烯冷剂进行冷却， 用于稀释新鲜进料；……