[發明專利]一種催化重整裝置中關于加熱爐溫度的實時控制方法

有效

• 申請號: 202011563891.3
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112857072B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 張涵羽;江愛朋;林雅媚;趙偉杰;黃秋云;楊衛
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

本發明公開了一種催化重整裝置中關于加熱爐溫度的實時控制方法。本發明整個控制過程中，給定第一個反應器的入口溫度，通過神經網絡模型獲得第一個反應器的出口溫度，通過兩個控制信號以及一個時延控制加熱爐投放燃料的調節閥使之達到第二個反應器的入口溫度，依次進行最終完成四個反應器溫度的實時控制。本發明通過對催化重整裝置中加熱爐出入口溫度的控制，有效的實現了加熱爐溫度的實時控制，這對于在加熱爐中實現節省燃料、提高反應速率具有重要的意義。

技術領域

本發明屬于自動控制技術領域，涉及一種催化重整裝置中關于加熱爐溫度的實時控制方法。

背景技術

催化重整是煉油、石化行業中最重要的加工工藝之一，它是以石腦油為原料，在催化劑的作用下，進行催化重整反應生產高辛烷值汽油組分和苯、甲苯、二甲苯等基本有機化工原料的過程。

重整反應的過程是重整進料與循環氫混合，并與重整反應產物換熱，然后進入加熱爐加熱到一定的溫度，然后進入第一個重整反應器進行重整反應，生成重整反應產物從第一個重整反應器出來后再進入加熱爐加熱到一定的反應溫度后進入第二個重整反應器進行重整反應，直到第四個重整反應器。

在催化重整裝置中的重整反應主要是強吸熱反應，在反應過程中，反應物的溫度將不斷下降，因此必須在反應器入口處設置加熱爐，提高反應物的溫度，以保證反應所需溫度以及一定的反應速率。

催化重整裝置中的加熱爐采用的是“四合一”管式加熱爐，即把四個反應加熱爐整合到一個爐子里，與之對應的則是4個自上而下的反應器。

隨著世界能源短缺以及越來越激烈的國際市場競爭，與發達國家同類企業相比，國內企業普遍存在著生產成本高，經濟效益差等問題。因此，若在一定程度上節省資源，不僅可以節省資金，還可以提高市場競爭力。由于重整進料與循環氫混合的成分占比是不斷變化的、反應器中的重整反應也是不斷變化的，若是使加熱爐一直保持一個溫度，不但浪費加熱爐的燃料，而且也不能保證加熱到反應所需的最佳溫度。基于以上問題，本發明給出了一種催化重整裝置中關于加熱爐溫度的實時控制方法，該方法采用神經網絡學習、DMC(動態矩陣預測控制)相結合的方式，為實現加熱爐溫度的實時控制提供了有利的保障。

發明內容

本發明的一個目的是針對現有的催化重整裝置中加熱爐溫度難以實時自動控制等不足，提出了一種催化重整裝置中關于加熱爐溫度的實時控制方法，具體是一種神經網絡學習、DMC預測控制相結合的控制方法。

本發明首先根據加熱爐加熱過程的實時數據挖掘出系統的基本特性，以此來建立加熱爐過程模型；然后運用歷史數據以及神經網絡學習的方法建立起反應器的輸入輸出模型，并可以預測出反應器的出口溫度；接下來，給定一個加熱爐出口溫度的設定值，通過DMC預測控制，會得到一個控制加熱爐出口溫度的控制信號Δu₁；隨后，根據神經網絡模型預測出的反應器的輸出溫度，將其與加熱爐入口溫度的期望值相比較，可以得到另外一個控制加熱爐入口溫度的控制信號Δu₂；其次，由于整個反應過程需要一定的時間，若得到控制信號之后，加熱爐投放燃料的調節閥直接動作的話，就會造成加熱爐溫度與所需溫度不符的情況，達不到精確控制的要求，因此需要給加熱爐投放燃料的調節閥動作加一個時延Δt；最后，在兩個控制信號以及時延的作用下，控制加熱爐投放燃料的調節閥，使之能夠實現加熱爐溫度的實時控制。整個控制過程中，從第一個反應器入口溫度開始，通過DMC預測控制得到第一個反應器的出口溫度，加熱爐的出口溫度即是反應器的入口溫度，再通過神經網絡學習的方式可以獲得第一個反應器的出口溫度，通過控制加熱爐的燃料閥門使之達到第二個反應器入口溫度，依次進行，最終完成四個反應加熱爐溫度的實時控制。

該方法彌補了現有的催化重整裝置中加熱爐溫度難以實時自動控制等不足，便于節省加熱爐燃料費用，以及提高反應效率。

本發明一種催化重整裝置中關于加熱爐溫度的實時控制方法，該方法主要步驟如下：