精餾塔乙烯損失率建模及智能優(yōu)化控制策略.pdf

1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I碩士學(xué)位論文精餾塔乙烯損失精餾塔乙烯損失率建模及建模及智能智能優(yōu)化優(yōu)化控制策略控制策略ModelingIntelligentOptimalControlStrategyfEthyleneLossRateofDistillationcolumn作者姓名：董小云工程領(lǐng)域：檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置學(xué)號(hào)：21409115指導(dǎo)教師：邵誠(chéng)完成日期：2017.6.7大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnolo

2、gy大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文III摘要精餾過程是石油化工工業(yè)和化學(xué)工業(yè)中最為廣泛的傳質(zhì)單元操作過程，也是石油化工領(lǐng)域中耗能最大的單元操作過程之一。乙烯精餾塔是分離裂解氣分離得到乙烯產(chǎn)品的最終精餾塔，乙烯塔的設(shè)計(jì)、操作的水平直接關(guān)系到乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量、收率與能耗。對(duì)精餾塔進(jìn)行優(yōu)化操作，可以減少乙烯損失，提高精餾塔的生產(chǎn)能效水平，對(duì)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。乙烯精餾塔的工藝機(jī)理和操作比較復(fù)雜，干擾因素多，具有如下的特點(diǎn)：（1）精餾塔具有

3、許多塔板，是高階對(duì)象，對(duì)控制作用反應(yīng)比較緩慢，且非線性強(qiáng)；（2）受多種因素影響，控制回路多，而且回路之前存在耦合作用。因此很難對(duì)乙烯精餾塔進(jìn)行機(jī)理建模。精餾塔中重要運(yùn)行指標(biāo)塔釜乙烯損失率的測(cè)量主要依靠工業(yè)色譜儀或人工分析，但其存在運(yùn)行成本高且滯后等問題。目前有關(guān)精餾塔乙烯損失問題的研究主要以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法為主建立單一軟測(cè)量模型。因此當(dāng)精餾塔的運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí)，模型難以滿足精度需求，并影響后續(xù)的操作優(yōu)化。本文在對(duì)乙烯精餾塔工作原理分析的

4、基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)和先進(jìn)建模、優(yōu)化控制理論，重點(diǎn)對(duì)精餾塔乙烯損失率的軟測(cè)量建模和優(yōu)化控制策略（1）對(duì)課題研究背景，乙烯工業(yè)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況及乙烯精餾塔建模和優(yōu)化控制的研究現(xiàn)狀等進(jìn)行了概述。闡明了本文的研究意義，簡(jiǎn)述了乙烯精餾塔的工作原理、工藝流程并對(duì)影響精餾塔乙烯損失的因素進(jìn)行了說明（2）在簡(jiǎn)要介紹了乙烯精餾塔的反應(yīng)機(jī)理和生產(chǎn)工藝流程之后，分析并確定了對(duì)乙烯損失有重要影響的主要工藝參數(shù)如塔釜采出量、塔釜壓力、塔釜溫度、冷劑量、循環(huán)量、

5、塔頂采出等。針對(duì)工況發(fā)生變化時(shí)模型的失效問題，提出了一種基于工況的多模型建模方法，以裝置負(fù)荷、冷劑溫度為工況劃分依據(jù)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采用FCM聚類算法依據(jù)工況變量實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的聚類。采用PCA主元分析對(duì)影響乙烯損失率的主要參數(shù)進(jìn)行篩選，確定了模型的輸入變量為塔釜采出量、塔釜壓力、塔釜溫度、冷劑量，乙烯損失率為輸出變量。并采用PSO參數(shù)優(yōu)化后的LSSVM算法建立劃分工況下的塔釜乙烯損失率的多模型建模。通過仿真與分析，說明了該方法具有更高預(yù)測(cè)