本技術(shù)涉及化學(xué)化工，且更為具體地，涉及一種高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝和循環(huán)流速協(xié)同控制方法。

背景技術(shù)：

1、聚碳酸酯聚醚多元醇是一類分子內(nèi)有碳酸酯基團、分子鏈端部有羥基的多元醇，其可以由二氧化碳和環(huán)氧化合物進行共聚反應(yīng)得到。作為原材料之一的二氧化碳廉價易得、無毒不易燃，具有明確的二氧化碳化學(xué)固定效果，且進行反應(yīng)時需要的溫度不高，能耗少，使得二氧化碳與環(huán)氧化合物調(diào)節(jié)共聚法應(yīng)用前景廣，工業(yè)價值高。

2、高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇是由雙酚a為小分子引發(fā)劑合成的大于3000分子量的聚碳酸酯聚醚多元醇，合成聚碳酸酯聚醚多元醇的工藝主要是由二氧化碳和環(huán)氧化合物通過雙金屬絡(luò)合物(簡寫為dmc)催化劑合成。使用dmc催化聚碳酸酯聚醚多元醇反應(yīng)的具有溫度波動的特點。具體地，dmc催化過程包括誘導(dǎo)活化期與鏈段增長期。在聚醚鏈增長反應(yīng)階段前，必須先經(jīng)過誘導(dǎo)活化階段，在誘導(dǎo)活化期，環(huán)氧化合物活化dmc產(chǎn)生大量的活性中心，環(huán)氧化合物因為聚合會大量放熱，需關(guān)注溫度峰值，控制初始活化溫度以避免過熱從而影響設(shè)備耐壓和催化劑活性。鏈段增長期中，dmc完全活化后，活性中心與引發(fā)劑結(jié)合，環(huán)氧化合物插入聚合，引發(fā)劑與dmc和環(huán)氧化合物的活性結(jié)構(gòu)發(fā)生置換反應(yīng)，此階段需要外界熱量以促進鏈增長。

3、目前合成雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇過程中，一方面，dmc活化催化過程具有兩種不同熱量特性，劇烈的溫度波動對于雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的合成產(chǎn)生負面影響，導(dǎo)致引發(fā)劑分解產(chǎn)物發(fā)黃，影響產(chǎn)品品質(zhì)；另一方面，為了解決聚合反應(yīng)中的溫度劇烈波動的問題，以及合成高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇出現(xiàn)的碳酸酯鏈節(jié)降低的問題，現(xiàn)有技術(shù)采取的工藝為分批加入反應(yīng)物，從而減少聚合過程的熱量集中釋放，這使得生產(chǎn)工藝效率降低。

4、此外，在聚合反應(yīng)中，物料在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)流動對溫度分布、co2溶解度和整體反應(yīng)效率具有重要影響。然而，在傳統(tǒng)工藝中，主要基于人工經(jīng)驗對物料循環(huán)流速進行調(diào)控，不僅容易出現(xiàn)調(diào)控不及時、不準確的問題，還難以應(yīng)對動態(tài)變化的反應(yīng)環(huán)境和工藝條件，進而影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

5、因此，期待一種優(yōu)化的高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝和循環(huán)流速協(xié)同控制方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，提出了本技術(shù)。本技術(shù)的實施例提供了一種新型的高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝和循環(huán)流速協(xié)同控制方法，其將原料預(yù)先混合后一次性投料至反應(yīng)管道，在反應(yīng)管道內(nèi)進行方向相反的氣液循環(huán)，同時采用智能工控技術(shù)對液體循環(huán)流速和氣體循環(huán)流速進行時序協(xié)同分析，挖掘出兩者之間的時序協(xié)同關(guān)聯(lián)模式，進而基于液體循環(huán)流速自身的時序關(guān)聯(lián)變化規(guī)律對氣液循環(huán)流速時序協(xié)同關(guān)聯(lián)特征進行特征篩選優(yōu)化，捕獲氣液循環(huán)流速之間的最佳協(xié)同匹配關(guān)系，以此來進行液體循環(huán)流速的自適應(yīng)調(diào)整。通過這種方式，可以實現(xiàn)液體循環(huán)泵和氣體循環(huán)泵的協(xié)同工作，以便于及時分散熱量，維持反應(yīng)體系的溫度均勻性，避免局部溫度過熱導(dǎo)致的產(chǎn)物發(fā)黃問題。

2、相應(yīng)地，根據(jù)本技術(shù)的一個方面，提供了一種高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝，所述高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝在列管反應(yīng)裝置中進行，所述反應(yīng)裝置包括預(yù)混單元和反應(yīng)區(qū)，所述反應(yīng)區(qū)包括反應(yīng)管道、液體循環(huán)泵和氣體循環(huán)泵，所述反應(yīng)管道外側(cè)設(shè)有加熱夾套，所述液體循環(huán)泵和所述氣體循環(huán)泵均與所述反應(yīng)管道連通，所述液體循環(huán)泵用于使所述反應(yīng)管道內(nèi)的物料沿第一方向在所述反應(yīng)管道內(nèi)循環(huán)流動，所述氣體循環(huán)泵用于使所述反應(yīng)管道的氣體沿第二方向在所述反應(yīng)管道內(nèi)循環(huán)流動，其中，所述第一方向和所述第二方向為相反方向；所述生產(chǎn)工藝包括：預(yù)混步驟：將環(huán)氧化合物、co2、雙酚a和催化劑在所述預(yù)混單元混合后，得到預(yù)混合物；投料步驟：將所述預(yù)混合物一次性投入所述反應(yīng)區(qū)；co2壓力維持步驟：投料完成后，向所述反應(yīng)區(qū)通入co2，通入co2的壓力為3~4mpa；反應(yīng)步驟：開啟所述液體循環(huán)泵和所述氣體循環(huán)泵，調(diào)整所述加熱夾套內(nèi)介質(zhì)的溫度，以將所述反應(yīng)管道升溫至75℃~85℃；升溫完成后，監(jiān)測所述反應(yīng)管道內(nèi)的溫度，通過調(diào)節(jié)所述加熱夾套內(nèi)的介質(zhì)溫度使所述反應(yīng)管道的溫度維持在75℃~85℃；其中，所述反應(yīng)步驟，還包括：獲取所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列，以及所述氣體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列；提取所述氣體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列和所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列的時序協(xié)同模式特征以得到液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖；基于所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時序關(guān)聯(lián)特征，對所述液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖進行協(xié)同調(diào)制優(yōu)化以得到液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量；基于所述液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量，確定所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的調(diào)整策略，所述調(diào)整策略用于表示下一時間點的液體循環(huán)泵的循環(huán)流速應(yīng)增大、應(yīng)減小或應(yīng)保持不變。

3、在上述高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝中，提取所述氣體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列和所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列的時序協(xié)同模式特征以得到液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖，包括：對所述氣體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列和所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列進行全時序循環(huán)流速關(guān)聯(lián)以得到液體-氣體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)矩陣；將所述液體-氣體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)矩陣輸入基于空洞卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同模式特征提取器以得到所述液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖。

4、在上述高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝中，基于所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時序關(guān)聯(lián)特征，對所述液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖進行協(xié)同調(diào)制優(yōu)化以得到液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量，包括：從所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列提取液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征向量；將所述液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征向量和所述液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖輸入?yún)f(xié)同優(yōu)化分析模塊以得到所述液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量。

5、在上述高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝中，從所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列提取液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征向量，包括：將所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列輸入基于一維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的時序特征提取器以得到所述液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征向量。

6、在上述高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝中，將所述液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征向量和所述液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖輸入?yún)f(xié)同優(yōu)化分析模塊以得到所述液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量，包括：對所述液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征向量進行基于第一權(quán)重修飾符矩陣和第二權(quán)重修飾符矩陣的線性變換以得到第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量和第二液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量；基于所述第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量中各個位置的梯度幅值，對所述第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量進行基于梯度幅值的掩碼處理以得到掩碼化第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量；基于所述第二液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量中各個位置的梯度幅值，對所述第二液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量進行基于梯度幅值的掩碼處理以得到掩碼化第二液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量；基于所述掩碼化第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量和雙曲正切函數(shù)對所述液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖進行初步特征篩選以得到初步篩選后液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖；基于所述掩碼化第二液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量和sigmoid函數(shù)對所述初步篩選后液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖進行再次特征篩選以得到所述液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量。

7、在上述高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝中，基于所述第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量中各個位置的梯度幅值，對所述第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量進行基于梯度幅值的掩碼處理以得到掩碼化第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量，包括：對于所述第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量中各個位置，計算與其相鄰的前一位置的特征值和后一位置的特征值之差的絕對值以得到所述第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量中各個位置的梯度幅值；將所述第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量中各個位置的梯度幅值與預(yù)設(shè)掩碼閾值進行比較，將大于所述預(yù)設(shè)掩碼閾值的位置標記為1，小于或等于所述預(yù)設(shè)掩碼閾值的位置標記為0，以得到所述掩碼化第一液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量。

8、在上述高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝中，基于所述掩碼化第二液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量和sigmoid函數(shù)對所述初步篩選后液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖進行再次特征篩選以得到所述液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量，包括：以所述掩碼化第二液體循環(huán)流速時序關(guān)聯(lián)特征映射模式表示向量中各個位置的特征值作為權(quán)重，對所述初步篩選后液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖的各個通道特征矩陣進行加權(quán)以得到篩選后液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖；將所述篩選后液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖通過sigmoid函數(shù)進行激活處理后進行沿通道維度的全局池化以得到所述液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量。

9、在上述高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝中，基于所述液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量，確定所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的調(diào)整策略，所述調(diào)整策略用于表示下一時間點的液體循環(huán)泵的循環(huán)流速應(yīng)增大、應(yīng)減小或應(yīng)保持不變，包括：將所述液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量輸入基于分類器的液體循環(huán)流速調(diào)控模塊以得到所述調(diào)整策略。

10、在上述高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝中，所述反應(yīng)區(qū)設(shè)有多個并聯(lián)設(shè)置的所述反應(yīng)管道，每個所述反應(yīng)管道均設(shè)置有所述氣體循環(huán)泵，以實現(xiàn)所述反應(yīng)管道內(nèi)的氣體循環(huán)；多個所述反應(yīng)管道的進料端通過連接管道交匯至液體分布器，且多個所述反應(yīng)管道的出料端通過連接管道交匯至液體循環(huán)泵，所述液體循環(huán)泵通過連接管道連接至所述液體分布器；所述反應(yīng)管道的數(shù)量為2個~20個。

11、根據(jù)本技術(shù)的另一個方面，提供了一種循環(huán)流速協(xié)同控制方法，其包括：獲取液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列，以及氣體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列；提取所述氣體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列和所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時間隊列的時序協(xié)同模式特征以得到液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖；基于所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的時序關(guān)聯(lián)特征，對所述液體-氣體循環(huán)流速時序協(xié)同特征圖進行協(xié)同調(diào)制優(yōu)化以得到液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量；基于所述液體循環(huán)流速協(xié)同調(diào)制向量，確定所述液體循環(huán)泵的循環(huán)流速的調(diào)整策略，所述調(diào)整策略用于表示下一時間點的液體循環(huán)泵的循環(huán)流速應(yīng)增大、應(yīng)減小或應(yīng)保持不變。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)所述的高分子量雙酚a型聚碳酸酯聚醚多元醇的生產(chǎn)工藝和循環(huán)流速協(xié)同控制方法，其將原料預(yù)先混合后一次性投料至反應(yīng)管道，在反應(yīng)管道內(nèi)進行方向相反的氣液循環(huán)，同時采用智能工控技術(shù)對液體循環(huán)流速和氣體循環(huán)流速進行時序協(xié)同分析，挖掘出兩者之間的時序協(xié)同關(guān)聯(lián)模式，進而基于液體循環(huán)流速自身的時序關(guān)聯(lián)變化規(guī)律對氣液循環(huán)流速時序協(xié)同關(guān)聯(lián)特征進行特征篩選優(yōu)化，捕獲氣液循環(huán)流速之間的最佳協(xié)同匹配關(guān)系，以此來進行液體循環(huán)流速的自適應(yīng)調(diào)整。通過這種方式，可以實現(xiàn)液體循環(huán)泵和氣體循環(huán)泵的協(xié)同工作，以便于及時分散熱量，維持反應(yīng)體系的溫度均勻性，避免局部溫度過熱導(dǎo)致的產(chǎn)物發(fā)黃問題。