1.一種用于優(yōu)化加氫裂化過程運(yùn)行條件的方法,其特征在于,其包括以下步驟:
S1、對加氫裂化過程的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,獲取穩(wěn)態(tài)過程對應(yīng)的運(yùn)行數(shù)據(jù);
S2、根據(jù)復(fù)雜反應(yīng)體系的集總建模理論,結(jié)合微元物料平衡和能量平衡方程,構(gòu)建加氫裂化過程反應(yīng)器的動力學(xué)模型;
S3、基于動力學(xué)模型預(yù)測反應(yīng)器的出口溫度和各產(chǎn)品組分濃度,利用當(dāng)前過程運(yùn)行數(shù)據(jù)對動力學(xué)模型中的參數(shù)進(jìn)行在線校正;
S4、利用校正后的動力學(xué)模型構(gòu)建穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型,優(yōu)化加氫裂化過程反應(yīng)器各床層的入口溫度。
2.如權(quán)利要求1的用于優(yōu)化加氫裂化過程運(yùn)行條件的方法,其特征在于,步驟S1中對加氫裂化過程的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的步驟包括:
S11、采用K-mean聚類算法將過程運(yùn)行數(shù)據(jù)中的離群點(diǎn)自動剔除;
S12、根據(jù)信號與噪聲在不同時間尺度下的不同特性,利用小波去噪技術(shù)剔除過程運(yùn)行數(shù)據(jù)中的噪聲。
3.如權(quán)利要求1的用于優(yōu)化加氫裂化過程運(yùn)行條件的方法,其特征在于,步驟S3中,所述在線校正的具體步驟包括:
S31、由動力學(xué)模型計(jì)算加氫裂化過程反應(yīng)器出口溫度各產(chǎn)品組分濃度
S32、實(shí)測得到加氫裂化過程反應(yīng)器出口的實(shí)際溫度Tout、實(shí)際各產(chǎn)品組分濃度Wi;
S33、根據(jù)加氫裂化過程反應(yīng)器出口溫度的預(yù)測值和實(shí)測值、各產(chǎn)品組分濃度的預(yù)測值和實(shí)測值的誤差平方,基于狀態(tài)轉(zhuǎn)移法迭代計(jì)算二者誤差平方之和的最小值
S34、根據(jù)最小均方誤差對應(yīng)的加氫裂化過程反應(yīng)器出口溫度和各產(chǎn)品組分濃度校正動力學(xué)模型中的參數(shù)。
4.如權(quán)利要求3的用于優(yōu)化加氫裂化過程運(yùn)行條件的方法,其特征在于:
所述動力學(xué)模型包括加氫裂化過程精制反應(yīng)段的精制反應(yīng)動力學(xué)模型和裂化反應(yīng)段的裂化反應(yīng)動力學(xué)模型;
所述穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型包括加氫裂化過程精制反應(yīng)段的精制反應(yīng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型和裂化反應(yīng)段的裂化反應(yīng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型。
5.如權(quán)利要求4的用于優(yōu)化加氫裂化過程運(yùn)行條件的方法,其特征在于,所述精制反應(yīng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型的具體內(nèi)容為:
其中,CN,out=F1(C0(z),Tin)為根據(jù)精制反應(yīng)段的精制反應(yīng)動力學(xué)模型的反應(yīng)床層入口溫度和出口處有機(jī)氮化物含量建立的關(guān)系模型,CN,out是基于動力學(xué)模型在反應(yīng)器各床層特定入口溫度下計(jì)算得到的精制反應(yīng)段出口處有機(jī)氮化物含量,CN,out,req是實(shí)際工業(yè)加氫裂化流程要求的精制反應(yīng)段出口處有機(jī)氮化物含量上限,Tmin和Tmax分別精制反應(yīng)段各反應(yīng)床層入口溫度的上下限。
6.如權(quán)利要求5的用于優(yōu)化加氫裂化過程運(yùn)行條件的方法,其特征在于,步驟S4中,優(yōu)化精制反應(yīng)器各床層入口溫度的步驟包括:
S41、對加氫裂化過程精制反應(yīng)段的各床層入口溫度可行區(qū)間[Tmin,Tmax]進(jìn)行等間隔劃分,形成N組相互獨(dú)立的入口溫度子區(qū)間;
S42、在每個溫度子區(qū)間內(nèi)隨機(jī)選取一組溫度值作為各反應(yīng)床層的入口溫度設(shè)定值,代入精制反應(yīng)動力學(xué)模型中,求取精制反應(yīng)器出口有機(jī)氮化物含量;
S43、根據(jù)精制反應(yīng)動力學(xué)模型計(jì)算得到的精制反應(yīng)器出口有機(jī)氮化物含量與生產(chǎn)中要求的有機(jī)氮化物含量的誤差,由精制反應(yīng)段穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型計(jì)算各溫度子區(qū)間內(nèi)的不同入口溫度所對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值J1;
S44、將對應(yīng)最小目標(biāo)函數(shù)值J1的溫度子區(qū)間再次等劃分為M組相互獨(dú)立的入口溫度子區(qū)間,重復(fù)步驟S42-S43,直至目標(biāo)函數(shù)值J1達(dá)到最優(yōu)。
7.如權(quán)利要求4的用于優(yōu)化加氫裂化過程運(yùn)行條件的方法,其特征在于,所述裂化反應(yīng)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型的具體內(nèi)容為:
其中,Y=F2(C0(z),Tin)為根據(jù)裂化反應(yīng)段的裂化反應(yīng)動力學(xué)模型的反應(yīng)床層入口溫度和產(chǎn)品產(chǎn)量建立的關(guān)系模型,pricei分別表示加氫裂化過程尾油、柴油、航煤、重石腦油、輕石腦油、液化氣、干氣七種終端產(chǎn)品的當(dāng)前市場價格,Y=[y1,…y7]T分別表示加氫裂化過程尾油、柴油、航煤、重石腦油、輕石腦油、液化氣、干氣七種產(chǎn)品的預(yù)期產(chǎn)量,Tmin和Tmax分別是裂化段各反應(yīng)床層入口溫度的上下限。
8.如權(quán)利要求7的用于優(yōu)化加氫裂化過程運(yùn)行條件的方法,其特征在于,步驟S4中,優(yōu)化裂化反應(yīng)器各床層入口溫度的步驟包括:
S41、對加氫裂化過程裂化反應(yīng)段的各反應(yīng)器入口溫度可行區(qū)間[Tmin,Tmax]進(jìn)行等間隔劃分,形成N組相互獨(dú)立的入口溫度子區(qū)間;
S42、在每個溫度子區(qū)間內(nèi)隨機(jī)選取一組溫度值作為各反應(yīng)床層的入口溫度設(shè)定值,代入裂化反應(yīng)動力學(xué)模型中,求取裂化反應(yīng)器出口的各產(chǎn)品組分含量;
S43、根據(jù)裂化反應(yīng)動力學(xué)模型計(jì)算得到的裂化反應(yīng)器出口各產(chǎn)品組分含量,結(jié)合當(dāng)前市場上各產(chǎn)品組分的價格及原料的成本,由裂化反應(yīng)段穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型計(jì)算各溫度子區(qū)間內(nèi)的不同入口溫度所對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值J2;
S44、將對應(yīng)最大目標(biāo)函數(shù)值J2的溫度子區(qū)間再次等劃分為M組相互獨(dú)立的入口溫度子區(qū)間,重復(fù)步驟S42-S43,直至目標(biāo)函數(shù)值J2達(dá)到最優(yōu)。