本發(fā)明涉及煉油化工過程自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法，即：液化氣c5+含量、穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓兩個(gè)質(zhì)量指標(biāo)的在線軟測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

煉油化工企業(yè)中，渣油、蠟油等重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油氣，是煉油部分的主要經(jīng)濟(jì)效益來源。執(zhí)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)任務(wù)的催化裂化、延遲焦化、加氫裂化等裂化裝置，是煉油部分的關(guān)鍵核心裝置。

裂化反應(yīng)產(chǎn)物主要有汽油組分、液化氣組分、干氣組分等。裂化裝置反應(yīng)器出口油氣，經(jīng)過主分餾塔，將未反應(yīng)的柴油、油漿(或蠟油)組分分離出去后的反應(yīng)產(chǎn)物，再通過吸收穩(wěn)定過程，在1mpa左右工作壓力下分離為穩(wěn)定汽油、液化氣、干氣等產(chǎn)品。吸收穩(wěn)定過程是煉化企業(yè)里應(yīng)用廣泛的重要生產(chǎn)過程。

吸收穩(wěn)定過程的主要工藝設(shè)備是吸收塔、解吸塔、穩(wěn)定塔；多數(shù)裝置的吸收穩(wěn)定過程，在吸收塔之后還配有干氣再吸收塔；也有部分裝置的吸收塔和解吸塔合二為一，即上部為吸收過程，下部為解吸過程。解吸塔，通過熱蒸餾將凝縮油(反應(yīng)油氣加壓冷卻后的凝縮油和吸收塔塔底油的混合物)中的c2(乙烷、乙烯)組分、甲烷和其它低沸點(diǎn)氣體物質(zhì)解吸到塔頂、返回吸收塔進(jìn)料，塔釜液相(通常稱為脫乙烷汽油)進(jìn)穩(wěn)定塔進(jìn)一步分離。多數(shù)煉化企業(yè)吸收穩(wěn)定過程的解吸塔，趨向于強(qiáng)解吸操作，使后續(xù)穩(wěn)定塔分離出的液化氣中不含甲烷和其它低沸點(diǎn)氣體物質(zhì)。

穩(wěn)定塔，通過塔底熱蒸餾和塔頂冷回流的精餾過程，將汽油組分和液化氣組分分離。裂化裝置的汽油收率通常比液化氣收率大很多，穩(wěn)定塔的主要生產(chǎn)目標(biāo)是進(jìn)一步脫除“脫乙烷汽油”中的液化氣組分，處理成穩(wěn)定汽油，因此，穩(wěn)定塔，通常也稱為汽油穩(wěn)定塔。

因液化氣就是c3和c4組分，有些裂化裝置的穩(wěn)定塔也稱為汽油脫c4塔、或汽油脫丁烷塔。

汽油穩(wěn)定塔的分離精度，理論上可采用：“塔頂抽出的液化氣中c5及更重組分的含量(通常簡(jiǎn)寫為：液化氣c5+含量)”、“塔底抽出的穩(wěn)定汽油中c4及更輕組分的含量”來表征，對(duì)于穩(wěn)定汽油，一個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)為“揮發(fā)性”，在生產(chǎn)實(shí)際和產(chǎn)品檢驗(yàn)中，通常采用“雷氏蒸汽壓”指標(biāo)，而石油化工標(biāo)準(zhǔn)的汽油雷氏蒸汽壓，與“汽油中c4及更輕組分的含量”的關(guān)系，是高度近似線性關(guān)系的。

綜上所述，在煉油化工企業(yè)中，汽油穩(wěn)定塔的分離精度，通常采用“液化氣c5+含量”、“穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓”來表征。

在煉化企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中，液化氣c5+含量、穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓，通常采用定時(shí)采樣化驗(yàn)室分析獲得。因人力限制，化驗(yàn)分析的時(shí)間間隔通常比較長(zhǎng)，數(shù)小時(shí)一次、甚至一天一次或更長(zhǎng)，對(duì)于操作指導(dǎo)，實(shí)時(shí)性差。為此，已有不少煉化企業(yè)配置在線分析儀，實(shí)時(shí)檢測(cè)液化氣組成等數(shù)據(jù)。

隨著先進(jìn)控制技術(shù)在煉油化工裝置的普遍推廣，以多變量預(yù)測(cè)協(xié)調(diào)控制和產(chǎn)品質(zhì)量直接閉環(huán)控制為顯著特征的先進(jìn)控制技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)，提出了在線實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量的要求。定時(shí)采樣化驗(yàn)分析，無法達(dá)到在線實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量的要求；在線色譜分析儀，卻又存在一定時(shí)間滯后、定期校準(zhǔn)脈沖擾動(dòng)的缺陷，且因在線色譜等分析儀必須配置樣品預(yù)處理系統(tǒng)，與常規(guī)測(cè)量?jī)x表相比，故障率比較高，維護(hù)工作量比較大。

建立基于常規(guī)測(cè)量?jī)x表的液化氣c5+含量、穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓在線軟測(cè)量模型，在線實(shí)時(shí)檢測(cè)出其數(shù)值，可以大大節(jié)省硬件投資、降低維護(hù)工作量，并能克服時(shí)間滯后對(duì)控制的影響，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量控制精度。

即使汽油穩(wěn)定塔配置了液化氣組分、穩(wěn)定汽油蒸汽壓的在線分析儀，相應(yīng)的在線軟測(cè)量，也可以在分析儀故障和校準(zhǔn)時(shí)，起到濾除脈沖干擾、防止對(duì)閉環(huán)質(zhì)量控制造成大幅沖擊擾動(dòng)，并能在故障期間替代在線分析儀繼續(xù)在線檢測(cè)質(zhì)量指標(biāo)，是防止閉環(huán)質(zhì)量控制異常擾動(dòng)的必要補(bǔ)充措施。

自先進(jìn)控制技術(shù)推廣應(yīng)用以來，廣泛采用的軟測(cè)量方法是“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)回歸建模”方法，即：根據(jù)生產(chǎn)過程經(jīng)驗(yàn)，選取可能影響被測(cè)指標(biāo)的相關(guān)過程變量(常規(guī)測(cè)量?jī)x表參數(shù))作為輸入，通過大量的樣本數(shù)據(jù)，回歸建立軟測(cè)量模型，實(shí)現(xiàn)在線軟測(cè)量。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)回歸建模，輸入變量較多、且與被測(cè)指標(biāo)的關(guān)系是不確定的，模型質(zhì)量受樣本質(zhì)量的影響太大，軟測(cè)量可靠性和適應(yīng)性常常不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)便可靠的汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量系統(tǒng)，包括穩(wěn)定塔，穩(wěn)定塔包括塔頂穹室，塔的穹頂和頂部第一層塔板圍成的空間，第一層塔板上的液體、和穹室內(nèi)氣體的分界面，是塔內(nèi)上升氣相物流組成變化的最后一個(gè)分界點(diǎn)，塔頂氣相物流冷卻、冷凝進(jìn)入液化氣罐后，組成不再變化，因此，液化氣c5+含量，取決于塔頂穹室內(nèi)的氣液平衡；

溫度儀表的傳感器和壓力儀表的傳感器設(shè)置在塔頂穹室內(nèi)；

溫度儀表測(cè)量塔頂穹室液相溫度，壓力儀表測(cè)量塔頂壓力；

液化氣罐抽出物流，一部分作為液化氣產(chǎn)品出裝置，由流量?jī)x表測(cè)量其流量；另一部分作為塔頂冷回流，經(jīng)過流量?jī)x表測(cè)量后打入穩(wěn)定塔頂部；

穩(wěn)定塔包括塔釜，塔下部最后一層塔板和塔底圍成的空間，塔底液體和釜內(nèi)氣體分的分界面，是塔內(nèi)向下流動(dòng)的液相物流組成變化的最后一個(gè)分界點(diǎn)，穩(wěn)定汽油的蒸汽壓，取決于塔釜內(nèi)的的氣液平衡；

溫度儀表的傳感器和壓力儀表的傳感器設(shè)置在塔釜內(nèi)；

溫度儀表測(cè)量塔底液相溫度，壓力儀表測(cè)量塔釜壓力.

一種汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法，包括：液化氣c5+含量軟測(cè)量方法和穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量方法。

所述液化氣c5+含量軟測(cè)量方法的步驟為：

步驟(1.a)，確定液化氣c5組分中常沸點(diǎn)最低的純物質(zhì)為表征液化氣c5+含量的關(guān)鍵組分純物質(zhì)；

步驟(2.a)，確定汽油穩(wěn)定塔塔頂穹室內(nèi)氣液分離界面處的液相溫度測(cè)量?jī)x表ttop和氣相壓力測(cè)量?jī)x表ptop，工業(yè)過程儀表測(cè)量出的是攝氏溫度值(℃)和相對(duì)壓力值(mpa)；

如果汽油穩(wěn)定塔頂穹室內(nèi)氣液分離界面處沒有溫度測(cè)量?jī)x表，可用塔頂?shù)谝粚铀逑聹囟?、或塔頂氣相溫度代替；塔頂氣液分離界面處氣相壓力ptop，通常配置有塔頂壓力測(cè)量?jī)x表數(shù)值，直接采用；

步驟(3.a)，液化氣c5+含量關(guān)鍵組分純物質(zhì)在塔頂穹室內(nèi)氣液分離界面處液相溫度ttop的對(duì)比溫度tr,c5,top按下式計(jì)算：

tr,c5,top＝(ttop+273.15)/tc,c5

其中：

tc,c5為液化氣c5+含量關(guān)鍵組分純物質(zhì)的臨界溫度，單位k

273.15為攝氏溫度0℃的絕對(duì)溫度值

步驟(4.a)，計(jì)算關(guān)鍵組分純物質(zhì)在塔頂穹室氣液分離處液相溫度下飽和蒸汽壓的；

采用不同方法，計(jì)算出來的飽和蒸汽壓有壓力值或?qū)Ρ葔毫χ?。蒸汽壓壓力值和?duì)比壓力值可通過簡(jiǎn)單線性計(jì)算轉(zhuǎn)換，為后續(xù)模型算法表述方便，該飽和蒸汽壓，不再區(qū)分壓力值和對(duì)比壓力值；

液化氣c5+含量關(guān)鍵組分純物質(zhì)在塔頂穹室氣液分離界面處液相溫度的飽和蒸汽壓表示為pvp,c5,top；

步驟(5.a)，確定液化氣c5+含量軟測(cè)量模型：

其中：

c5lpg為液化氣c5+含量，單位％

a0,c5、a1.c5為模型系數(shù)

0.101325為絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力的差值，單位mpa

步驟(6.a)，模型系數(shù)按以下步驟離線計(jì)算確定：

步驟(6.1a)，從分布式控制系統(tǒng)(dcs)中采集一定時(shí)間段的汽油穩(wěn)定塔過程歷史數(shù)據(jù)；

需要采集的穩(wěn)定塔過程參數(shù)有：

1)ttop：塔頂穹室液相溫度，℃

2)ptop：塔頂穹室氣相壓力，mpa

3)如果配置了在線分析儀，則增加液化氣c5+含量aic5數(shù)據(jù)；

如沒有配置在線分析儀，則再從裝置化驗(yàn)數(shù)據(jù)庫中歸集相應(yīng)時(shí)間段的液化氣c5+含量化驗(yàn)數(shù)據(jù)(也采用aic5表示)及其采樣時(shí)刻數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)采樣間隔1、2或5分鐘；

數(shù)據(jù)段時(shí)間長(zhǎng)度的確定規(guī)則為：

1)采用化驗(yàn)數(shù)據(jù)確定模型系數(shù)，則該時(shí)間段里包含連續(xù)10個(gè)以上液化氣c5+含量化驗(yàn)數(shù)據(jù)樣本；液化氣c5+含量值的變化幅度≥工藝卡片規(guī)定高限的1/2；

2)配置了在線分析儀，則該時(shí)間段里包含質(zhì)量指標(biāo)的顯著波動(dòng)變化即可：液化氣c5+含量的波動(dòng)幅度≥工藝卡片規(guī)定高限的1/3。

步驟(6.2a)，將上述過程歷時(shí)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入excel表格中，

對(duì)于每一過程參數(shù)，該選定時(shí)間段的數(shù)據(jù)，表示為一數(shù)組，例如

ttop,j，j＝1,2,…,n，這里n等于選定時(shí)間段數(shù)據(jù)樣本數(shù)；

步驟(6.4a)，在上述過程歷時(shí)數(shù)據(jù)和化驗(yàn)值或在線分析儀數(shù)據(jù)的excel表格中，首先對(duì)各過程參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波運(yùn)算：

(z)j+1＝(1-fl)*(z)j+fl*(z)j+1，j＝1,2,…,n

其中：

(z)代表ttop、ptop及分析儀數(shù)據(jù)

fl為平滑濾波系數(shù)，其值為0.70～0.85

然后在在excel表格中，采用濾波以后的過程參數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算出數(shù)組列：

步驟(6.5a)，采用下述兩種方法之一，確定軟測(cè)量模型系數(shù)：

步驟(6.5.1a)，參照儀表工程的刻度計(jì)算方法，計(jì)算軟測(cè)量模型系數(shù)a1.c5：

考慮化驗(yàn)數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻、數(shù)值誤差，為提高模型系數(shù)的計(jì)算精度，a1.c5采用三次計(jì)算求均值的方法；而a0,c5是軟測(cè)量的零位，離線計(jì)算時(shí)求出一個(gè)初步值即可，軟測(cè)量在線運(yùn)行中會(huì)不斷校準(zhǔn)的；

采用曲線展示觀察比較方法，分別：

i.挑選液化氣c5+含量化驗(yàn)值(或在線分析儀數(shù)據(jù))最大的三個(gè)樣本值，從大到小表示為aic5,max1、aic5,max2、aic5,max3，該三個(gè)化驗(yàn)樣本采樣時(shí)刻的xc5,j分別表示為xc5,max1、xc5,max2、xc5,max3；

ii.挑選液化氣c5+含量化驗(yàn)值(或在線分析儀數(shù)據(jù))最小的三個(gè)樣本值，從大到小表示為aic5,min1、aic5,min2、aic5,min3，該三個(gè)化驗(yàn)樣本采樣時(shí)刻的xc5,j分別表示為xc5,min1、xc5,min2、xc5,min3；

計(jì)算確定a1.c5和a0.c5的值：

a0.c5＝aic5,min1-a1.c5*xc5,min1

步驟(6.5.2a)，以xc5為輸入變量，以aic5為被檢測(cè)變量，采用pls回歸獲得軟測(cè)量模型系數(shù)；回歸結(jié)果需要核查：a1.c5為正值。否則應(yīng)當(dāng)重新選取數(shù)據(jù)再次回歸；

步驟(7.a)，確定了模型系數(shù)后，液化氣c5+含量的在線軟測(cè)量實(shí)現(xiàn)，可采用上位機(jī)軟儀表軟件、上位機(jī)計(jì)算程序?qū)崿F(xiàn)或采用dcs功能塊組態(tài)實(shí)現(xiàn)；

液化氣c5+含量軟儀表或計(jì)算程序，通過opc獲取dcs中的汽油穩(wěn)定塔的塔頂溫度、塔頂壓力過程數(shù)據(jù)，計(jì)算完成后將液化氣c5+含量數(shù)據(jù)送入dcs顯示或?yàn)殚]環(huán)控制所用。塔頂液化氣c5+含量化驗(yàn)/分析儀數(shù)據(jù)，送入上位機(jī)中，通過校正模塊定期或?qū)崟r(shí)校準(zhǔn)液化氣c5+含量數(shù)值的零位。

所述穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量方法的步驟為：

步驟(1.b)，確定穩(wěn)定汽油中c4組分中常沸點(diǎn)最高的純物質(zhì)為表征穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓的關(guān)鍵組分純物質(zhì)；

步驟(2.b)，確定汽油穩(wěn)定塔塔釜內(nèi)氣液分離界面處的液相溫度測(cè)量?jī)x表tbtm和氣相壓力測(cè)量?jī)x表pbtm，工業(yè)過程儀表測(cè)量出的是攝氏溫度值(℃)和相對(duì)壓力值(mpa)。

如果dcs中沒有塔釜?dú)庀鄩毫y(cè)量?jī)x表數(shù)據(jù)，則確定汽油穩(wěn)定塔塔頂氣相壓力測(cè)量?jī)x表ptop，液化氣產(chǎn)出流量測(cè)量?jī)x表flpg和塔頂回流流量測(cè)量?jī)x表fre，汽油穩(wěn)定塔塔釜壓力的計(jì)算方法，在后續(xù)步驟(6.3b)給出；

步驟(3.b)，穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓關(guān)鍵組分純物質(zhì)在塔釜內(nèi)氣液分離界面處液相溫度tbtm的對(duì)比溫度tr,rvp,btm按下式計(jì)算

tr,rvp,btm＝(tbtm+273.15)/tc,rvp

其中：

tc,rvp為穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓關(guān)鍵組分純物質(zhì)的臨界溫度，單位k

273.15為攝氏溫度0℃的絕對(duì)溫度值

步驟(4.b)，確定穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓關(guān)鍵組分純物質(zhì)在塔釜?dú)庖悍蛛x處液相溫度下飽和蒸汽壓；

采用不同方法，計(jì)算出來的飽和蒸汽壓有壓力值或?qū)Ρ葔毫χ?。蒸汽壓壓力值和?duì)比壓力值可通過簡(jiǎn)單線性計(jì)算轉(zhuǎn)換，為后續(xù)模型算法表述方便，該飽和蒸汽壓，不再區(qū)分壓力值和對(duì)比壓力值；

穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓關(guān)鍵組分在塔釜?dú)庖悍蛛x界面處液相溫度的飽和蒸汽壓表示為pvp,rvp,btm。

步驟(5.b)，確定穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量模型：

其中：

rvpstab為穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓，單位kpa

a0,rvp、a1,rvp為模型系數(shù)

0.101325為絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力的差值，單位mpa

步驟(6.b)，軟測(cè)量模型系數(shù)按以下步驟離線計(jì)算獲得：

步驟(6.1b)，從分布式控制系統(tǒng)中采集一定時(shí)間段的汽油穩(wěn)定塔過程歷史數(shù)據(jù)；

需要采集的穩(wěn)定塔過程參數(shù)有：

1)tbtm：塔釜液相溫度，℃

2)pbtm：塔釜?dú)庀鄩毫?如果有測(cè)量?jī)x表dcs數(shù)據(jù)顯示)，mpa

3)如塔釜?dú)庀鄩毫]有測(cè)量?jī)x表dcs數(shù)據(jù)顯示，則采集塔頂氣相壓力(mpa)，液化氣產(chǎn)出流量flpg和塔頂回流流量fre，其中兩個(gè)流量數(shù)據(jù)，單位一致即可

4)如配置了在線分析儀，則再增加穩(wěn)定汽油蒸汽壓airvp數(shù)據(jù)；

如沒有配置在線分析儀，則再從裝置化驗(yàn)數(shù)據(jù)庫中歸集相應(yīng)時(shí)間段的穩(wěn)定汽油蒸汽壓化驗(yàn)數(shù)據(jù)(也采用airvp表示)及其采樣時(shí)刻數(shù)據(jù)；

采樣間隔1、2或5分鐘；

數(shù)據(jù)段時(shí)間長(zhǎng)度的確定規(guī)則：

采用化驗(yàn)數(shù)據(jù)確定模型系數(shù)，則該時(shí)間段里包含連續(xù)10個(gè)以上穩(wěn)定汽油蒸汽壓化驗(yàn)數(shù)據(jù)樣本；穩(wěn)定汽油蒸汽壓的變化幅度≥6kpa；

配置了在線分析儀，則該時(shí)間段里包含質(zhì)量指標(biāo)的顯著波動(dòng)變化即可：穩(wěn)定汽油蒸汽壓的波動(dòng)幅度≥4kpa；

步驟(6.2b)，將上述過程歷時(shí)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入excel表格中；

對(duì)于每一過程參數(shù)，該選定時(shí)間段的數(shù)據(jù)，表示為一數(shù)組，例如tbtm,j，j＝1,2,…,n，這里n等于選定時(shí)間段數(shù)據(jù)樣本數(shù)；

步驟(6.3b)，如果采集到了塔釜?dú)庀鄩毫?shù)據(jù)，則跳轉(zhuǎn)到步驟(6.4b)。該分步驟，采用以下算法計(jì)算汽油穩(wěn)定塔塔釜壓力：

首先計(jì)算穩(wěn)定塔壓降估算系數(shù)adp：

其中：

adp為常數(shù)，采用均值計(jì)算結(jié)果，不考慮單位；

pbtm,0為常數(shù)，其值等于從操作經(jīng)驗(yàn)或就地指示壓力表獲得

的塔釜壓力均值；

然后計(jì)算得出塔釜壓力值數(shù)組

pbtm,j＝ptop,j+adp*(flpg,j+fre,j)

步驟(6.4b)，在上述過程歷時(shí)數(shù)據(jù)和化驗(yàn)值或在線分析儀數(shù)據(jù)的excel表格中，首先對(duì)各過程參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波運(yùn)算：

(z)j+1＝(1-fl)*(z)j+fl*(z)j+1，j＝1,2,…,n

其中：

(z)代表tbtm、pbtm及分析儀數(shù)據(jù)

fl為平滑濾波系數(shù)：對(duì)于實(shí)測(cè)溫度、壓力和在線分析儀數(shù)據(jù)，

fl＝0.70～0.85；

對(duì)于計(jì)算得出的塔釜壓力數(shù)據(jù)，fl＝0.85～0.97；

然后在在excel表格中，采用濾波以后的過程參數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算出數(shù)組列：

步驟(6.5b)，采用下述兩種方法之一，確定軟測(cè)量模型系數(shù)；

步驟(6.5.1b)，參照儀表工程的刻度計(jì)算方法，計(jì)算軟測(cè)量模型系數(shù)；

考慮化驗(yàn)數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻、數(shù)值誤差，為提高模型系數(shù)的計(jì)算精度，a1,rvp采用三次計(jì)算求均值的方法；而a0,rvp是軟測(cè)量的零位，離線計(jì)算時(shí)求出一個(gè)初步值即可，軟測(cè)量在線運(yùn)行中會(huì)不斷校準(zhǔn)的；

采用曲線展示觀察比較方法，分別：

i.挑選穩(wěn)定汽油蒸汽壓化驗(yàn)值(或在線分析儀數(shù)據(jù))最大的三個(gè)樣本值，從大到小表示為airvp,max1、airvp,max2、airvp,max3，該三個(gè)化驗(yàn)樣本采樣時(shí)刻的xrvp,j分別表示為xrvp,max1、xrvp,max2、xrvp,max3；

ii.挑選穩(wěn)定汽油蒸汽壓化驗(yàn)值(或在線分析儀數(shù)據(jù))最小的三個(gè)樣本值，從大到小表示為airvp,min1、airvp,min2、airvp,min3，該三個(gè)化驗(yàn)樣本采樣時(shí)刻的xrvp,j分別表示為xrvp,min1、xrvp,min2、xrvp,min3。

計(jì)算確定a1,rvp和a0,rvp的值：

a0.rvp＝airvp,min1-a1.rvp*xrvp,min1

步驟(6.5.2b)，以xrvp為輸入變量，以airvp為被檢測(cè)變量，采用pls回歸獲得軟測(cè)量模型系數(shù)；回歸結(jié)果需要核查：a1.rvp為正值。否則應(yīng)當(dāng)重新選取數(shù)據(jù)再次回歸；

當(dāng)dcs沒有塔釜壓力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，步驟(5.b)給出的穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量模型，型式也可改變?yōu)椋?/p>

此時(shí)，不執(zhí)行步驟(6.3b)和步驟(6.4b)，直接采用步驟(6.2b)導(dǎo)入excel表格的過程歷時(shí)數(shù)據(jù)和化驗(yàn)值或在線分析儀數(shù)據(jù)，采用pls回歸法求取模型系數(shù)：

首先對(duì)各過程參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波運(yùn)算：

(z)j+1＝(1-fl)*(z)j+fl*(z)j+1，j＝1,2,…,n

其中：

(z)代表tbtm、ptop、及分析儀數(shù)據(jù)

fl為平滑濾波系數(shù)：

對(duì)于溫度、壓力和在線分析儀數(shù)據(jù)，fl＝0.70～0.85；

對(duì)于流量數(shù)據(jù)：fl＝0.85～0.97；

然后在excel表格中，采用濾波以后的過程參數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算出兩個(gè)數(shù)組列：

最后以x1rvp、x2rvp為輸入變量，以airvp為被檢測(cè)變量，采用pls即偏最小二乘回歸法獲得軟測(cè)量模型系數(shù)；

回歸結(jié)果應(yīng)當(dāng)符合：

(1)a1,rvp、a2,rvp均為正值；

(2)的值約定等于穩(wěn)定塔壓降值。此處的flpg和fre，在上述濾波以后的過程參數(shù)數(shù)據(jù)中選取其均值。

否則，應(yīng)當(dāng)重新選取數(shù)據(jù)再次回歸；

步驟(7b)，確定了模型系數(shù)后，穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量的在線實(shí)現(xiàn)，可采用上位機(jī)軟儀表軟件、上位機(jī)計(jì)算程序或采用dcs功能塊組態(tài)；

穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟儀表或計(jì)算程序通過opc獲取dcs中汽油穩(wěn)定塔的塔底溫度、塔釜壓力(/塔頂壓力、液化氣流量和塔頂回流流量)過程數(shù)據(jù)，計(jì)算完成后將穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓數(shù)據(jù)送入dcs顯示或?yàn)殚]環(huán)控制所用；穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓化驗(yàn)/分析儀數(shù)據(jù)，送入上位機(jī)中，通過校正模塊定期或?qū)崟r(shí)校準(zhǔn)穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓數(shù)值的零位。

本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法所述的步驟(4.a)和步驟(4.b)：純物質(zhì)的飽和蒸汽壓計(jì)算方法，可參考相關(guān)化學(xué)工程手冊(cè)，通?？刹捎靡韵聝煞N方法：

1)采用riedel法計(jì)算純物質(zhì)液體飽和蒸汽壓：

其中：

為純物質(zhì)蒸汽壓的對(duì)比壓力值，無單位；

tr為純物質(zhì)對(duì)比溫度，無單位；

a、b、c、d為riedel法蒸汽壓算法系數(shù)；

2)采用lee-kesler法計(jì)算純物質(zhì)液體飽和蒸汽壓：

其中：

為純物質(zhì)蒸汽壓的對(duì)比壓力值，無單位；

tr為純物質(zhì)對(duì)比溫度，無單位；

ω為純物質(zhì)的偏心因子，無單位。

本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法所述的步驟(6.1a)和(6.1b)：為使數(shù)據(jù)采集期間質(zhì)量指標(biāo)有顯著變化，可對(duì)穩(wěn)定塔進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮髡{(diào)整。

本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法所述的步驟(7.a)和步驟(7.b)所涉及的：軟測(cè)量零位校準(zhǔn)、校正模塊，是軟測(cè)量工程技術(shù)的基本方法或軟件模塊，本專利方法不做進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的有益效果：

本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法，從蒸餾過程氣液平衡機(jī)理和相關(guān)物理化學(xué)工程學(xué)原理出發(fā)，經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)條件下的近似和簡(jiǎn)化處理，建立確定性的簡(jiǎn)單線性關(guān)系的軟測(cè)量模型，實(shí)現(xiàn)汽油穩(wěn)定塔的液化氣c5+含量、穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓兩個(gè)質(zhì)量指標(biāo)的在線軟測(cè)量，大大提高了其可靠性和適應(yīng)性。

本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法，采用穩(wěn)定塔的常規(guī)溫度、壓力測(cè)量?jī)x表信息，通過軟測(cè)量模型計(jì)算，在線實(shí)時(shí)檢測(cè)液化氣c5+含量、穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓，其中軟儀表模型算法，基于蒸餾過程氣液平衡機(jī)理和相關(guān)物理化學(xué)工程學(xué)原理。該軟測(cè)量方法簡(jiǎn)便可靠，不存在滯后時(shí)間，與配置在線分析儀檢測(cè)方法相比，具有投資省、維護(hù)工作量小、無滯后時(shí)間的優(yōu)勢(shì)；與采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)回歸建模方法相比，具有模型關(guān)系簡(jiǎn)單清晰、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)、建模數(shù)據(jù)樣本需求量小的優(yōu)勢(shì)。采用本發(fā)明方法建立軟測(cè)量，再建立閉環(huán)質(zhì)量控制系統(tǒng)，能進(jìn)一步改進(jìn)汽油穩(wěn)定塔的產(chǎn)品質(zhì)量控制平穩(wěn)性和精密性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法實(shí)施例的液化氣c5+含量軟測(cè)量方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法實(shí)施例的穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法的液化氣c5+含量軟測(cè)量的在線實(shí)現(xiàn)示意圖；

圖4為本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法的穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量的在線實(shí)現(xiàn)示意圖；

圖5為本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法的汽油穩(wěn)定塔工藝流程與儀表分布示意圖(有塔釜壓力dcs數(shù)據(jù))；

圖6為本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法的汽油穩(wěn)定塔工藝流程與儀表分布示意圖(沒有塔釜壓力dcs數(shù)據(jù))；

圖7為本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法的某煉化企業(yè)的催化裂化裝置穩(wěn)定塔的液化氣c5+含量的在線軟測(cè)量和在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較圖；

圖8為本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法的某煉化企業(yè)延遲焦化裝置穩(wěn)定塔的液化氣c5+含量的在線軟測(cè)量和在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較圖；

圖9為本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法的煉化企業(yè)(一)催化裂化裝置穩(wěn)定塔的穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓在線軟測(cè)量和在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較圖；

圖10為本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法的煉化企業(yè)(二)催化裂化裝置穩(wěn)定塔的穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓在線軟測(cè)量和在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較圖。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明：

本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法，分別按照附圖1、附圖2的總體實(shí)施流程，實(shí)現(xiàn)液化氣c5+含量、穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓的在線實(shí)時(shí)檢測(cè)。

為進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法，首先結(jié)合附圖5、附圖6說明汽油穩(wěn)定塔的工藝流程和儀表測(cè)量情況。

參見附圖5或附圖6。來自解吸塔底抽出的脫乙烷汽油，從汽油穩(wěn)定塔中上部進(jìn)入，穩(wěn)定塔底重沸器提供熱源，從塔釜、各層塔板上液體蒸發(fā)出的氣相物流，穿過各塔板的空隙，向上流動(dòng)；塔頂回流提供冷凝動(dòng)力，各層氣相物流中沸點(diǎn)高的組分便冷凝成塔板上的液體，向下溢流；在裝置正常運(yùn)行時(shí)，塔頂穹室、各層塔板、塔釜，均處于各自的氣液平衡狀態(tài)。

塔頂穹室，即塔的穹頂和頂部第一層塔板1圍成的空間，第一層塔板上的液體、和穹室內(nèi)氣體的分界面2，是塔內(nèi)上升氣相物流組成變化的最后一個(gè)分界點(diǎn)，塔頂氣相物流冷卻、冷凝進(jìn)入液化氣罐后，組成不再變化，因此，液化氣c5+含量，取決于塔頂穹室內(nèi)的氣液平衡。溫度儀表3測(cè)量塔頂穹室液相溫度，壓力儀表4測(cè)量塔頂壓力。液化氣罐抽出物流，一部分作為液化氣產(chǎn)品出裝置，由流量?jī)x表5測(cè)量其流量；另一部分作為塔頂冷回流，經(jīng)過流量?jī)x表6測(cè)量后打入穩(wěn)定塔頂部。

塔釜，即塔下部最后一層塔板7和塔底圍成的空間，塔底液體和釜內(nèi)氣體分的分界面8，是塔內(nèi)向下流動(dòng)的液相物流組成變化的最后一個(gè)分界點(diǎn)，穩(wěn)定汽油的蒸汽壓(與c4組分含量高度近似線性關(guān)系)，取決于塔釜內(nèi)的的氣液平衡。溫度儀表9測(cè)量塔底液相溫度，壓力儀表10測(cè)量塔釜壓力。

上述溫度、壓力、流量測(cè)量?jī)x表，除壓力儀表10之外，是汽油穩(wěn)定塔儀表的標(biāo)準(zhǔn)配置。

近幾年新建的、或進(jìn)幾年進(jìn)行重大改造的裂化裝置，汽油穩(wěn)定塔塔釜通常均配置了壓力儀表10(dcs數(shù)據(jù)顯示)，參見附圖5。

過去建設(shè)的老舊裝置，一般沒有配置塔釜壓力儀表(dcs數(shù)據(jù)顯示)，參見附圖6。此時(shí)，塔釜壓力，可通過塔頂壓力和塔內(nèi)上升氣相物流流量經(jīng)過簡(jiǎn)單運(yùn)算來估算。

本發(fā)明汽油穩(wěn)定塔分離精度的在線軟測(cè)量方法，包括：

液化氣c5+含量軟測(cè)量方法和穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量方法；

液化氣c5+含量軟測(cè)量方法的步驟：

步驟(1.a)，確定液化氣c5組分中常沸點(diǎn)最低的純物質(zhì)為表征液化氣c5+含量的關(guān)鍵組分純物質(zhì)；

從所在裂化裝置化驗(yàn)數(shù)據(jù)庫中查得，液化氣c5組分中常沸點(diǎn)最低的純物質(zhì)是異戊烷；

步驟(2.a)，確定汽油穩(wěn)定塔頂穹室內(nèi)氣液分離界面處的液相溫度ttop和ptop；

該處液相有時(shí)沒有溫度測(cè)量?jī)x表，用塔頂氣相溫度代替。該儀表測(cè)量出攝氏溫度，單位℃；

氣液分離界面處氣相壓力ptop，即塔頂壓力測(cè)量?jī)x表，直接采用。該儀表測(cè)量出相對(duì)壓力，單位mpa；

步驟(3.a)，從常用化學(xué)工程/數(shù)據(jù)手冊(cè)中查得：異戊烷的臨界溫度為462.926k，異戊烷在塔頂穹室內(nèi)氣液分離界面處液相溫度ttop的對(duì)比溫度tr,c5,top為：

tr,c5,top＝(ttop+273.15)/462.926

其中：

273.15為攝氏溫度0℃的絕對(duì)溫度值

步驟(4.a)，確定關(guān)鍵組分純物質(zhì)在塔頂穹室氣液分離處液相溫度下飽和蒸汽壓。

采用不同方法，計(jì)算出來的飽和蒸汽壓有壓力值或?qū)Ρ葔毫χ怠Ｕ羝麎簤毫χ岛蛯?duì)比壓力值可通過簡(jiǎn)單計(jì)算轉(zhuǎn)換；為后續(xù)模型算法表述方便，該飽和蒸汽壓，不再區(qū)分壓力值和對(duì)比壓力值；

液化氣c5+含量關(guān)鍵組分在塔頂穹室氣液分離界面處液相溫度的飽和蒸汽壓表示為pvp,c5,top；

實(shí)施例采用riedel法計(jì)算異戊烷在塔頂穹室內(nèi)氣液分離處溫度的飽和蒸汽壓(對(duì)比壓力值)：

步驟(5.a)，確定液化氣c5+含量軟測(cè)量模型：

其中：

c5lpg為液化氣c5+含量，單位％；

a0,c5、a1.c5；為模型系數(shù)；

0.101325為絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力的差值；

步驟(6.a)，模型系數(shù)按以下步驟確定：

步驟(6.1a)，從dcs中采集一定時(shí)間段的汽油穩(wěn)定塔過程歷史數(shù)據(jù)確定；

需要采集的穩(wěn)定塔過程參數(shù)有：

1)ttop：塔頂穹室液相溫度，℃

2)ptop：塔頂穹室氣相壓力，mpa

3)實(shí)施例配置了在線分析儀，增加液化氣c5+含量aic5數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)采樣間隔5分鐘；

數(shù)據(jù)段時(shí)間長(zhǎng)度的確定規(guī)則為：

1)采用化驗(yàn)數(shù)據(jù)確定模型系數(shù)，則該時(shí)間段里包含連續(xù)10個(gè)以上液化氣c5+含量化驗(yàn)數(shù)據(jù)樣本；液化氣c5+含量值的變化幅度≥工藝卡片規(guī)定高限的1/2；

2)配置了在線分析儀，則該時(shí)間段里包含質(zhì)量指標(biāo)的顯著波動(dòng)變化即可：液化氣c5+含量的波動(dòng)幅度≥工藝卡片規(guī)定高限的1/3。

步驟(6.2a)，將上述過程歷時(shí)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入excel表格中；

對(duì)于每一過程參數(shù)，該選定時(shí)間段的數(shù)據(jù)，表示為一數(shù)組，例如j＝1,2,…,n，這里n等于選定時(shí)間段數(shù)據(jù)樣本數(shù)；

步驟(6.4a)，在上述過程歷時(shí)數(shù)據(jù)和化驗(yàn)值或在線分析儀數(shù)據(jù)的excel表格中，首先對(duì)各過程參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波運(yùn)算：

(z)j+1＝(1-fl)*(z)j+fl*(z)j+1，j＝1,2,…,n

其中：

(z)代表ttop、ptop及分析儀數(shù)據(jù)aic5

fl為平滑濾波系數(shù)，其值為0.70～0.85

然后在在excel表格中，采用濾波以后的過程參數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算出數(shù)組列：

步驟(6.5a)，采用下述兩種方法之一，確定軟測(cè)量模型系數(shù)；

步驟(6.5.1a)，參照儀表工程的刻度計(jì)算方法，計(jì)算軟測(cè)量模型系數(shù)；

為提高模型系數(shù)的計(jì)算精度，a1.c5采用三次計(jì)算求均值的方法；而a0,c5是軟測(cè)量的零位，離線計(jì)算時(shí)求出一個(gè)初步值即可，在線軟測(cè)量會(huì)有零位校準(zhǔn)；

采用曲線展示觀察比較方法，分別：

i.挑選液化氣c5+含量化驗(yàn)值(或在線分析儀數(shù)據(jù))最大的三個(gè)樣本值，從大到小表示為aic5,max1、aic5,max2、aic5,max3，該三個(gè)化驗(yàn)樣本采樣時(shí)刻的xc5,j分別表示為xc5,max1、xc5,max2、xc5,max3；

ii.挑選液化氣c5+含量化驗(yàn)值(或在線分析儀數(shù)據(jù))最小的三個(gè)樣本值，從大到小表示為aic5,min1、aic5,min2、aic5,min3，該三個(gè)化驗(yàn)樣本采樣時(shí)刻的xc5,j分別表示為xc5,min1、xc5,min2、xc5,min3；

計(jì)算確定a1.c5和a0,c5的值：

a0.c5＝aic5,min1-a1.c5*xc5,min1

步驟(6.5.2a)，以xc5為輸入變量，以aic5為被檢測(cè)變量，采用pls回歸獲得軟測(cè)量模型系數(shù)；回歸結(jié)果需要核查：a1.c5為正值。否則應(yīng)當(dāng)重新選取數(shù)據(jù)再次回歸；

步驟(7.a)，確定了模型系數(shù)后，液化氣c5+含量的在線實(shí)現(xiàn)，可采用上位機(jī)軟儀表軟件、上位機(jī)計(jì)算程序或采用dcs功能塊組態(tài)；

采用上位機(jī)實(shí)現(xiàn)液化氣c5+含量的在線軟測(cè)量，參見附圖3：上位機(jī)軟儀表軟件或計(jì)算程序，通過opc獲取dcs中汽油穩(wěn)定塔頂溫度、塔頂壓力過程數(shù)據(jù)，按框圖中所示流程計(jì)算完成后，將液化氣c5+含量數(shù)據(jù)送入dcs顯示或?yàn)殚]環(huán)控制所用；

汽油穩(wěn)定塔頂液化氣c5+含量化驗(yàn)/分析儀數(shù)據(jù)，送入上位機(jī)中，通過校正模塊定期或?qū)崟r(shí)校準(zhǔn)液化氣c5+含量數(shù)值的零位。

采用dcs功能塊組態(tài)實(shí)現(xiàn)，亦可參考附圖3組態(tài)實(shí)施。

穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量方法的步驟：

步驟(1.b)，確定穩(wěn)定汽油中c4組分中常沸點(diǎn)最高的純物質(zhì)為表征穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓的關(guān)鍵組分純物質(zhì)；

從所在裂化裝置化驗(yàn)數(shù)據(jù)庫中查得，穩(wěn)定汽油中c4組分中常沸點(diǎn)最高的純物質(zhì)是1,3-丁二烯；

步驟(2.b)，確定汽油穩(wěn)定塔塔釜內(nèi)氣液分離界面處的液相溫度tbtm和氣相壓力pbtm；

如果dcs中沒有塔釜?dú)庀鄩毫y(cè)量?jī)x表數(shù)據(jù)，則確定汽油穩(wěn)定塔塔頂氣相壓力測(cè)量?jī)x表ptop，液化氣產(chǎn)出流量測(cè)量?jī)x表flpg和塔頂回流流量測(cè)量?jī)x表fre；汽油穩(wěn)定塔塔釜壓力，采用后續(xù)步驟(6.3b)給出的方法計(jì)算得出；

步驟(3.b)，從常用化學(xué)工程/數(shù)據(jù)手冊(cè)中查得：1,3-丁二烯的臨界溫度為446.223k，則1,3-丁二烯在塔釜內(nèi)氣液分離界面處液相溫度tbtm的對(duì)比溫度tr,rvp,btm為：

tr,rvp,btm＝(tbtm+273.15)/446.223

其中：

273.15為攝氏溫度℃的絕對(duì)溫度值

步驟(4.b)，確定1,3-丁二烯在塔釜的氣液分離處液相溫度下飽和蒸汽壓；

采用不同方法，計(jì)算出來的飽和蒸汽壓有壓力值或?qū)Ρ葔毫χ怠Ｕ羝麎簤毫χ岛蛯?duì)比壓力值可通過簡(jiǎn)單計(jì)算轉(zhuǎn)換；為后續(xù)模型算法表述方便，該飽和蒸汽壓，不再區(qū)分壓力值和對(duì)比壓力值：

穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓關(guān)鍵組分在塔釜?dú)庖悍蛛x界面處液相溫度的飽和蒸汽壓表示為pvp,rvp,btm。

實(shí)施例采用riedel法計(jì)算1,3-丁二烯在塔釜?dú)庖悍蛛x界面處液相溫度的飽和蒸汽壓(對(duì)比壓力值)：

步驟(5.b)，確定穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量模型：

其中：

rvpstab為穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓，單位kpa

a0,rvp、a1,rvp為模型系數(shù)；

步驟(6.b)，軟測(cè)量模型系數(shù)按以下步驟離線計(jì)算獲得：

步驟(6.1b)，從分布式控制系統(tǒng)中采集一定時(shí)間段的汽油穩(wěn)定塔過程歷史數(shù)據(jù)；

需要采集的穩(wěn)定塔過程參數(shù)有：

1)tbtm：塔釜液相溫度，℃

2)pbtm：塔釜?dú)庀鄩毫?如果有測(cè)量?jī)x表dcs數(shù)據(jù)顯示)，mpa

3)如老舊裝置沒有塔釜?dú)庀鄩毫y(cè)量?jī)x表dcs數(shù)據(jù)顯示，則采集塔頂氣相壓力(mpa)，液化氣產(chǎn)出流量flpg和塔頂回流流量fre，該兩個(gè)流量數(shù)據(jù)，單位一致即可

4)實(shí)施例配置了在線分析儀，再增加穩(wěn)定汽油蒸汽壓airvp數(shù)據(jù)；

采樣間隔2分鐘；

數(shù)據(jù)段時(shí)間長(zhǎng)度的確定規(guī)則：

1)采用化驗(yàn)數(shù)據(jù)確定模型系數(shù)，則該時(shí)間段里包含連續(xù)10個(gè)以上穩(wěn)定汽油蒸汽壓化驗(yàn)數(shù)據(jù)樣本；穩(wěn)定汽油蒸汽壓的變化幅度≥6kpa；

2)配置了在線分析儀，該時(shí)間段里包含質(zhì)量指標(biāo)的顯著波動(dòng)變化即可：穩(wěn)定汽油蒸汽壓的波動(dòng)幅度≥4kpa；

步驟(6.2b)，將上述過程歷時(shí)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入excel表格中；

對(duì)于每一過程參數(shù)，該選定時(shí)間段的數(shù)據(jù)，表示為一數(shù)組，例如tbtm,j，j＝1,2,…,n，這里n等于選定時(shí)間段數(shù)據(jù)樣本數(shù)；

步驟(6.3b)，如果采集到了塔釜?dú)庀鄩毫?shù)據(jù)，則跳轉(zhuǎn)到步驟(6.4b)。該分步驟，采用以下算法計(jì)算汽油穩(wěn)定塔塔釜壓力：

首先計(jì)算穩(wěn)定塔壓降估算系數(shù)adp：

其中：

adp為常數(shù)，采用均值計(jì)算結(jié)果，不考慮單位；

pbtm,0為常數(shù)，其值等于從操作經(jīng)驗(yàn)或就地指示壓力表獲得的塔釜壓力均值；

然后計(jì)算得出塔釜壓力值數(shù)組

pbtm,j＝ptop,j+adp*(flpg,j+fre,j)

步驟(6.4b)，在上述過程歷時(shí)數(shù)據(jù)和化驗(yàn)值或在線分析儀數(shù)據(jù)的excel表格中，首先對(duì)各過程參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波運(yùn)算：

(z)j+1＝(1-fl)*(z)j+fl*(z)j+1，j＝1,2,…,n

其中：

(z)代表tbtm、pbtm及分析儀數(shù)據(jù)

fl為平滑濾波系數(shù)：對(duì)于實(shí)測(cè)溫度、壓力和在線分析儀數(shù)據(jù)，

fl＝0.70～0.85；

對(duì)于計(jì)算得出的塔釜壓力數(shù)據(jù)，fl＝0.85～0.97；

然后在在excel表格中，采用濾波以后的過程參數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算出數(shù)組列：

步驟(6.5b)，采用下述兩方法之一，確定軟測(cè)量模型系數(shù)；

步驟(6.5.1b)，參照儀表工程的刻度計(jì)算方法，計(jì)算軟測(cè)量模型系數(shù)；

為提高模型系數(shù)的計(jì)算精度，a1,rvp采用三次計(jì)算求均值的方法；而a0,rvp是軟測(cè)量的零位，離線計(jì)算時(shí)求出一個(gè)初步值即可正在線軟測(cè)量會(huì)有零位校準(zhǔn)：

采用曲線展示觀察比較方法，分別：

i.挑選穩(wěn)定汽油蒸汽壓化驗(yàn)值(或在線分析儀數(shù)據(jù))最大的三個(gè)樣本值，從大到小表示為airvp,max1、airvp,max2、airvp,max3，該三個(gè)化驗(yàn)樣本采樣時(shí)刻的xrvp,j分別表示為xrvp,max1、xrvp,max2、xrvp,max3；

ii.挑選穩(wěn)定汽油蒸汽壓化驗(yàn)值(或在線分析儀數(shù)據(jù))最小的三個(gè)樣本值，從大到小表示為airvp,min1、airvp,min2、airvp,min3，該三個(gè)化驗(yàn)樣本采樣時(shí)刻的xrvp,j分別表示為xrvp,min1、xrvp,min2、xrvp,min3。

計(jì)算確定a1,rvp和a0.rvp的值：

a0.rvp＝airvp,min1-a1.rvp*xrvp,min1

步驟(6.5.2b)，以xrvp為輸入變量，以airvp為被檢測(cè)變量，采用pls回歸獲得軟測(cè)量模型系數(shù)；回歸結(jié)果需要核查：a1.rvp為正值。否則應(yīng)當(dāng)重新選取數(shù)據(jù)再次回歸；

當(dāng)dcs沒有塔釜壓力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，步驟(5.b)給出的穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量模型，型式改變?yōu)椋?/p>

其中：

rvpstab為穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓，單位kpa

a0,rvp、a1,rvp、a2,rvp為模型系數(shù)；

此時(shí)，不執(zhí)行步驟(6.3b)和步驟(6.4b)，直接采用步驟(6.2b)導(dǎo)入excel表格的過程歷時(shí)數(shù)據(jù)和化驗(yàn)值或在線分析儀數(shù)據(jù)，采用pls回歸法法求取模型系數(shù)：

首先對(duì)各過程參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波運(yùn)算：

(z)j+1＝(1-fl)*(z)j+fl*(z)j+1，j＝1,2,…,n

其中：

(z)代表tbtm、ptop、及分析儀數(shù)據(jù)

fl為平滑濾波系數(shù)：

對(duì)于溫度、壓力和在線分析儀數(shù)據(jù)，fl＝0.70～0.85；

對(duì)于流量數(shù)據(jù)：fl＝0.85～0.97；

然后在在excel表格中，采用濾波以后的過程參數(shù)數(shù)據(jù)，計(jì)算出兩個(gè)數(shù)組列：

最后以x1rvp、x2rvp為輸入變量，以airvp為被檢測(cè)變量，采用pls即偏最小二乘回歸法獲得軟測(cè)量模型系數(shù)；

回歸結(jié)果應(yīng)當(dāng)符合：

(1)a1,rvp、a2,rvp均為正值；

(2)的值約定等于穩(wěn)定塔壓降值。此處的flpg和fre，在上述濾波以后的過程參數(shù)數(shù)據(jù)中選取其均值。

否則，應(yīng)當(dāng)重新選取數(shù)據(jù)再次回歸；

步驟(7.b)，確定了模型系數(shù)后，穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量的在線實(shí)現(xiàn)，可采用上位機(jī)軟儀表軟件、上位機(jī)計(jì)算程序或采用dcs功能塊組態(tài)；

采用上位機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓的在線軟測(cè)量，參見附圖4：上位機(jī)軟儀表軟件或計(jì)算程序通過opc獲取dcs中汽油穩(wěn)定塔的塔底溫度、塔釜壓力(/塔頂壓力、液化氣流量和塔頂回流流量)過程數(shù)據(jù)，按框圖中所示流程計(jì)算完成后，將穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓數(shù)據(jù)送入dcs顯示或?yàn)殚]環(huán)控制所用；

穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓化驗(yàn)/分析儀數(shù)據(jù)，送入上位機(jī)中，通過校正模塊定期或?qū)崟r(shí)校準(zhǔn)穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓數(shù)值的零位。

采用dcs功能塊組態(tài)實(shí)現(xiàn)，亦可參考附圖4組態(tài)實(shí)施。

實(shí)例驗(yàn)證圖示說明

附圖7-10是汽油穩(wěn)定塔分離精度在線軟測(cè)量方法的液化氣c5+含量、穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓軟測(cè)量實(shí)例驗(yàn)證圖示。

在線分析儀的數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。為驗(yàn)證在線軟測(cè)量的運(yùn)行結(jié)果，下述四個(gè)應(yīng)用實(shí)例，均選擇配有相應(yīng)在線分析儀的實(shí)例。

圖示中，將軟測(cè)量運(yùn)行數(shù)據(jù)曲線和在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)曲線置于同一坐標(biāo)系之中進(jìn)行比較。

實(shí)例圖示說明：

附圖7，為某煉化企業(yè)的催化裂化裝置穩(wěn)定塔的液化氣c5+含量的在線軟測(cè)量和在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較，橫坐標(biāo)：時(shí)間，采樣間隔1分鐘；縱坐標(biāo)：液化氣c5+含量，單位％(體積)。

附圖8，為某煉化企業(yè)的延遲焦化裝置液化氣c5+含量的在線軟測(cè)量和在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較，橫坐標(biāo)：時(shí)間，采樣間隔1分鐘；縱坐標(biāo)：液化氣c5+含量，單位％(體積)。

從附圖7和附圖8兩圖示可以看出：穩(wěn)定塔液化氣c5+含量的在線軟測(cè)量運(yùn)行數(shù)據(jù)，與其在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)，變化趨勢(shì)一致。

附圖9，為煉化企業(yè)(一)的催化裂化裝置穩(wěn)定塔穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓的在線軟測(cè)量和在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較，橫坐標(biāo)：時(shí)間，采樣間隔1分鐘；縱坐標(biāo)：穩(wěn)定汽油蒸汽壓，單位kpa。

該催化裂化裝置穩(wěn)定塔塔釜配置了壓力測(cè)量?jī)x表。

附圖10，為煉化企業(yè)(二)的穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓的在線軟測(cè)量和在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較，橫坐標(biāo)：時(shí)間，采樣間隔1分鐘；縱坐標(biāo)：穩(wěn)定汽油蒸汽壓，單位kpa。

該催化裂化裝置穩(wěn)定塔塔釜沒有配置壓力測(cè)量?jī)x表。塔釜壓力采用塔頂壓力、液化氣流量、塔頂回流流量計(jì)算。

從附圖9和附圖10兩圖示可以看出：穩(wěn)定塔穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓的在線軟測(cè)量運(yùn)行數(shù)據(jù)，與其在線分析儀運(yùn)行數(shù)據(jù)，變化趨勢(shì)一致。

本發(fā)明方法采用汽油穩(wěn)定塔的現(xiàn)有常規(guī)溫度、壓力測(cè)量?jī)x表信號(hào)為主，通過軟測(cè)量計(jì)算得出在線實(shí)時(shí)的液化氣c5+含量、穩(wěn)定汽油雷氏蒸汽壓指標(biāo)值。同配置在線質(zhì)量分析儀相比，具有投資省、無滯后時(shí)間、維護(hù)工作量小的優(yōu)勢(shì)。同現(xiàn)階段先進(jìn)控制技術(shù)推廣應(yīng)用中廣泛采用的“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)回歸分析”建模軟測(cè)量方法相比，具有輸入變量少、模型關(guān)系簡(jiǎn)單清晰、模型系數(shù)易于獲得的特點(diǎn)；對(duì)于溫度、壓力測(cè)量?jī)x表配齊的汽油穩(wěn)定塔，其分離精度軟測(cè)量?jī)x表，只要確定增益系數(shù)和零位即可?；谶^程機(jī)理分析的軟測(cè)量模型，工況適應(yīng)性和可靠性大大提高。

本發(fā)明方法以催化裂化、延遲焦化、加氫裂化等裂化裝置的吸收穩(wěn)定過程之汽油穩(wěn)定塔為研究對(duì)象，對(duì)于其它煉油裝置中類似的液化氣-汽油分離塔，例如重整裝置的脫丁烷塔、常減壓裝置輕烴回收過程的穩(wěn)定塔，亦可參照應(yīng)用。

本發(fā)明方法從先進(jìn)控制技術(shù)應(yīng)用工作中研究得出，由于其建模方法基于化工機(jī)理，因而在裂化裝置汽油穩(wěn)定塔過程的流程模擬、工藝計(jì)算等工程技術(shù)中，亦可以應(yīng)用這些計(jì)算方法和計(jì)算模型。

以上所述的實(shí)施例，僅僅是對(duì)本發(fā)明在裂化裝置汽油穩(wěn)定塔的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，或應(yīng)用于類似的其它液化氣-汽油分離塔，均應(yīng)置于本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。