乙烯裂解爐收率建模及優(yōu)化控制策略.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文乙烯裂解爐收率建模及優(yōu)化控制策略ModelingandOptimalControlStrategyforYieldsofEthyleneCrackingFurnace作者姓名：割焦工程領(lǐng)域：控生9工程學(xué)號：31409061指導(dǎo)教師：置＆遮教援完成日期：2Qi魚生壘縣2魚目夫連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要作為石油化工行業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，乙烯工業(yè)的發(fā)展水

2、平?jīng)Q定了企業(yè)乃至國家的工業(yè)發(fā)達(dá)程度。乙烯工業(yè)是高耗能行業(yè)，裂解過程是乙烯工業(yè)中能耗最大、生產(chǎn)力最強(qiáng)的核心過程。對裂解爐產(chǎn)率準(zhǔn)確預(yù)測進(jìn)而實(shí)施優(yōu)化控制等任務(wù)，對節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。乙烯裂解爐是一個復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，變量繁多且相互關(guān)聯(lián)，很難對乙烯裂解爐進(jìn)行機(jī)理建模。工業(yè)色譜儀在線測量裂解收率存在運(yùn)行成本高、測量滯后等問題，因此，目前主要利用離線或在線數(shù)據(jù)建立裂解爐收率模型。但模型只是針對單一工況，模型精度得不到保證。預(yù)測收率后

3、如何優(yōu)化生產(chǎn)操作進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能效最大關(guān)系到企業(yè)的切身利益。本文在對乙烯裂解爐工作原理分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)和先進(jìn)建模、優(yōu)化控制理論，對乙烯裂解爐收率的軟測量建模和優(yōu)化控制策略進(jìn)行了研究，主要工作如下：(1)對課題研究背景，乙烯工業(yè)的國內(nèi)外發(fā)展情況以及裂解爐建模和優(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。簡述裂解爐種類、裂解爐工藝流程及工作原理，并對影響裂解爐收率的因素進(jìn)行了分析。(2)針對單一工況、單一模型無法滿足預(yù)測精度的

4、問題，提出了基于工況劃分的乙烯產(chǎn)率預(yù)測模型。根據(jù)原料特性對生產(chǎn)的影響，選擇進(jìn)料流量、稀釋蒸汽流量、燃料氣流量、汽烴比為工況劃分變量，將乙烯生產(chǎn)過程劃分為三種工況。在數(shù)據(jù)處理過程中，考慮到工作量和數(shù)據(jù)充足性，采用遷移學(xué)習(xí)算法來提高工況劃分精度。工況劃分后，本文選取其中一個典型工況進(jìn)行研究，利用PCA主元分析法對變量篩選處理，基于粒子群算法優(yōu)化的最小二乘支持向量機(jī)，提出了以原料進(jìn)料流量、出口溫度、稀釋蒸汽流量、燃料氣流量、裂解爐出口壓力為輸

5、入變量，以乙烯產(chǎn)量為輸出變量的預(yù)測模型。采用現(xiàn)場數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明，該模型能夠較為準(zhǔn)確的對乙烯裂解爐收率進(jìn)行預(yù)測。(3)以乙烯和丙烯總產(chǎn)量最大為優(yōu)化目標(biāo)，提出采用遺傳算法求解最優(yōu)裂解深度的優(yōu)化控制方法，并結(jié)合現(xiàn)場數(shù)據(jù)對優(yōu)化控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明，優(yōu)化后的乙烯和丙烯產(chǎn)量顯著提高，取得了滿意的控制效果。此外，將所提出的軟測量和優(yōu)化控制方案應(yīng)用于某企業(yè)能效評估系統(tǒng)中，為實(shí)際生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。關(guān)鍵詞：乙烯裂解爐；工況劃分；收