[發明專利]一種催化裂化反應產物軟測量的方法及系統

在審

• 申請號: 201710305383.7
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107291975A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 吳迎亞;曹道帆;藍興英;高金森;徐春明
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明實施例涉及石油化工技術領域，具體涉及一種催化裂化反應產物軟測量的方法及系統。

背景技術

催化裂化裝置(FCCU,Fluid Catalytic Cracking Unit)是煉化企業的關鍵裝置，是重質油深度加工、輕質化的重要手段，隨著原油的重質化、劣質化加劇，催化裂化裝置的作用更加突出，在煉油工業中占有舉足輕重的地位。重質原油通過催化裂化裝置被輕質化，生成干氣(C1、C2、H2、H2S)、液化氣(C3、C4)、汽油(C5～C11)、柴油(C10～C20)、油漿(以稠環芳烴為主)、焦炭(縮合產物)等。受限于裝置尺寸、測量技術等諸多因素以及催化裂化反應自身的復雜流動反應體系高度耦合的特征，催化裂化反應產物中的產品產率是無法使用儀表直接測量得到的，因此利用在線可測的輔助變量，如溫度、壓力、流量來實時估計難以檢測的產品產率的軟測量技術在催化裂化裝置中得到了廣泛應用。

現有技術中，催化裂化軟測量技術大多使用集總動力學模型，通過集總動力學模型，獲得催化裂化反應的產品產率。但是這種傳統的集總反應動力學模型在建模過程中，只注重裂化反應動力學過程，假定反應氣體的狀態為等溫活塞流，而忽略了催化裂化系統中流動、傳熱、傳質以及湍流脈動對反應的影響，使得數值模擬存在一定的偏差，對催化裂化反應軟測量結果的精度造成一定的影響。而且，傳統方法下得到的模型參數適應性較差，往往是針對特定反應條件和工況下得到的結果，因此當反應條件、催化劑性質等因素變化時，需要通過現場采集數據來進行模型校正與補償。

因此，如何提出一種方案，能夠提高催化裂化反應軟測量方法的適應性，進一步提高測量結果的精度，成為亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明實施例提供了及一種催化裂化反應產物軟測量的方法及系統。

一方面，本發明實施例提供了一種催化裂化反應軟測量輔助變量的選取方法，包括：

采集催化裂化反應不同工況對應的工況數據，所述工況數據包括催化裂化反應的實測產物分布數據和工況參數；

根據所述工況參數，利用計算流體力學法對預選建立的催化裂化反應動力學模型進行數值模擬，獲取催化裂化反應不同工況對應的計算產物分布數據；

若判斷獲知所述計算產物分布數據和所述實測產物分布數據的偏差總和大于預設閾值，則對所述催化裂化反應動力學模型的模型參數進行優化，直至所述偏差總和小于或等于所述預設閾值，獲得優化模型參數；

根據所述優化模型參數和所述催化裂化反應動力學模型，利用所述計算流體力學法，獲取催化裂化反應不同工況對應的優化產物分布數據，將所述優化產物分布數據作為所述催化裂化反應產物軟測量的結果。

進一步地，所述利用計算流體力學法對預選建立的催化裂化反應動力學模型進行數值模擬，獲取催化裂化反應不同工況對應的計算產物分布數據，包括：

若所述數值模擬為初次模擬，則設置模型參數初始值，并根據不同工況對應的所述工況參數，設定流動模型參數；

根據所述模型參數初始值和所述流動模型參數，利用計算流體力學法對預選建立的催化裂化反應動力學模型進行數值模擬，獲取催化裂化反應所述不同工況對應的計算產物分布數據。

進一步地，所述若判斷獲知所述計算產物分布數據和所述實測產物分布數據的偏差總和大于預設閾值，則對所述催化裂化反應動力學模型的模型參數進行優化，包括：

若判斷獲知所述偏差總和大于預設閾值，則利用遺傳算法對所述模型參數進行優化。

進一步地，所述根據所述優化模型參數和所述催化裂化反應動力學模型，利用所述計算流體力學法，獲取催化裂化反應的優化產物分布數據，包括：

將所述優化模型參數代入所述催化裂化反應動力學模型，利用所述計算流體力學法，對所述催化裂化反應動力學模型進行數值模擬，獲取所述優化產物分布數據。

進一步地，所述催化裂化反應動力學模型為十四集總動力學模型。

進一步地，所述工況參數包括：溫度數據、壓力數據和流量數據。

進一步地，所述實測產物分布數據包括：干氣收率、液化氣收率、汽油收率、柴油收率和焦炭收率。

另一方面，本發明實施例提供一種催化裂化反應產物軟測量的系統，包括：數據采集單元，用于采集催化裂化反應不同工況對應的工況數據，所述工況數據包括催化裂化反應的實測產物分布數據和工況參數；