精餾塔乙烯損失率建模及智能優(yōu)化控制策略.pdf

1、大連理工大學碩士學位論文I碩士學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：董小云工程領域：檢測技術與自動化裝置學號：21409115指導教師：邵誠完成日期：2017.6.7大連理工大學DalianUniversityofTechnolo

2、gy大連理工大學碩士學位論文III摘要精餾過程是石油化工工業(yè)和化學工業(yè)中最為廣泛的傳質單元操作過程，也是石油化工領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品的最終精餾塔，乙烯塔的設計、操作的水平直接關系到乙烯產品的質量、收率與能耗。對精餾塔進行優(yōu)化操作，可以減少乙烯損失，提高精餾塔的生產能效水平，對提高企業(yè)的經濟效益具有重要意義。乙烯精餾塔的工藝機理和操作比較復雜，干擾因素多，具有如下的特點：（1）精餾塔具有

3、許多塔板，是高階對象，對控制作用反應比較緩慢，且非線性強；（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。因此很難對乙烯精餾塔進行機理建模。精餾塔中重要運行指標塔釜乙烯損失率的測量主要依靠工業(yè)色譜儀或人工分析，但其存在運行成本高且滯后等問題。目前有關精餾塔乙烯損失問題的研究主要以數(shù)據(jù)驅動的方法為主建立單一軟測量模型。因此當精餾塔的運行工況發(fā)生變化時，模型難以滿足精度需求，并影響后續(xù)的操作優(yōu)化。本文在對乙烯精餾塔工作原理分析的

4、基礎上，結合實際生產和先進建模、優(yōu)化控制理論，重點對精餾塔乙烯損失率的軟測量建模和優(yōu)化控制策略（1）對課題研究背景，乙烯工業(yè)的國內外發(fā)展情況及乙烯精餾塔建模和優(yōu)化控制的研究現(xiàn)狀等進行了概述。闡明了本文的研究意義，簡述了乙烯精餾塔的工作原理、工藝流程并對影響精餾塔乙烯損失的因素進行了說明（2）在簡要介紹了乙烯精餾塔的反應機理和生產工藝流程之后，分析并確定了對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。針對工況發(fā)生變化時模型的失效問題，提出了一種基于工況的多模型建模方法，以裝置負荷、冷劑溫度為工況劃分依據(jù)對實時數(shù)據(jù)庫采用FCM聚類算法依據(jù)工況變量實現(xiàn)對運行數(shù)據(jù)的聚類。采用PCA主元分析對影響乙烯損失率的主要參數(shù)進行篩選，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測