[發(fā)明專利]一種工業(yè)催化裂化裝置的實(shí)時仿真方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210093986.6
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114495686A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜文莉;隆建;錢鋒;鐘偉民;楊明磊
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02;B01J8/24;C10G11/18
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陶玉龍;陸嘉

1.一種工業(yè)催化裂化裝置的實(shí)時仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、采集工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)；

步驟S2、接收并存儲工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，通過催化裂化全流程機(jī)理模型進(jìn)行計算得出仿真數(shù)據(jù)；

步驟S3、將仿真數(shù)據(jù)與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷仿真數(shù)據(jù)與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)之間的偏差是否超過設(shè)定值，如果超過設(shè)定值則進(jìn)入步驟S4，否則進(jìn)入步驟S5；

步驟S4、基于反應(yīng)過程動力學(xué)速率形式和反應(yīng)器內(nèi)的衡算方程，以關(guān)鍵產(chǎn)品的仿真數(shù)據(jù)與工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)的目標(biāo)函數(shù)最小，對催化裂化全流程機(jī)理模型進(jìn)行更新，進(jìn)入步驟S2；

步驟S5、將仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)催化裂化裝置的實(shí)時仿真方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)為Logcash函數(shù)，對應(yīng)的表達(dá)式如下：

其中，表示指定工況下關(guān)鍵產(chǎn)品組分i的仿真數(shù)據(jù)值，y_i表示指定工況下關(guān)鍵產(chǎn)品組分i的工廠實(shí)際生產(chǎn)值，n為組分總數(shù)，L為Logcash函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)催化裂化裝置的實(shí)時仿真方法，其特征在于，所述步驟S2進(jìn)一步包括：

將采集的工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的正常運(yùn)行數(shù)據(jù)范圍進(jìn)行比較；

如果采集的工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)超出正常運(yùn)行數(shù)據(jù)范圍一定數(shù)值，則將當(dāng)前采集的工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，設(shè)置為上一輪裝置運(yùn)行時的催化裂化全流程機(jī)理模型的輸入值；

否則，當(dāng)前采集的工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)不進(jìn)行校正。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)催化裂化裝置的實(shí)時仿真方法，其特征在于，所述步驟S2中，對工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)一步包括：

刪除異常點(diǎn)數(shù)據(jù)，填充缺失數(shù)據(jù)和歸一化數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)催化裂化裝置的實(shí)時仿真方法，其特征在于，所述步驟S2中，填充缺失數(shù)據(jù)，進(jìn)一步包括：

基于隨機(jī)森林算法計算缺失數(shù)據(jù)變量和數(shù)據(jù)完整變量相關(guān)程度，根據(jù)多維線性插值方法填充缺失的數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)催化裂化裝置的實(shí)時仿真方法，其特征在于，所述步驟S2中，根據(jù)多維線性插值方法填充缺失的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步包括：

根據(jù)缺失值前后數(shù)據(jù)，用線性插值法填充缺失數(shù)據(jù)的目標(biāo)變量的線性填充值y_a,1；

計算出相關(guān)變量的線性填補(bǔ)方法的填充值y_b,1；

計算相關(guān)變量的實(shí)際值y_b,2與填充值y_b,1的差值Δ_b＝y(tǒng)_b,2-y_b,1；

計算目標(biāo)變量實(shí)際填充值y_a,2與線性填充值y_a,1的差值Δ_a＝y(tǒng)_a,2-y_a,1，即實(shí)際填充值y_a,2＝y(tǒng)_a,1+Δ_a；

由多元線性回歸法計算空白時間段內(nèi)的系統(tǒng)波動，根據(jù)公式計算出

目標(biāo)變量實(shí)際填充值y_a,2滿足以下表達(dá)式：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)催化裂化裝置的實(shí)時仿真方法，其特征在于，所述催化裂化全流程機(jī)理模型，使用耦合碳數(shù)分布、硫和氮分布的烴類反應(yīng)動力學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)催化裂化裝置的實(shí)時仿真方法，其特征在于，所述催化裂化全流程機(jī)理模型通過以下方法構(gòu)建：

對原料油進(jìn)行特征化表征；

根據(jù)反應(yīng)機(jī)理，對原料油進(jìn)行組分劃分；

劃分反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)；

建立反應(yīng)動力學(xué)模型。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)催化裂化裝置的實(shí)時仿真方法，其特征在于，所述步驟S5，進(jìn)一步包括：

將仿真數(shù)據(jù)生成實(shí)時仿真流程圖、歷史趨勢對比圖、模型動力學(xué)參數(shù)和物料平衡表，將仿真數(shù)據(jù)、實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)及模型核心動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行頁面展示。