常压蒸馏过程单位能耗拔出率软测量与优化研究

发布时间：2020-03-23 13:35

【摘要】：炼油工业是一个高能耗产业,炼油过程复杂,能源消耗巨大,尤其是常减压蒸馏过程是炼油工业中生产力最强、能耗最大的核心生产过程。因此,开展炼油常减压过程能效评估和最优控制方法的研究,对于石化企业实现节能减排,提高能源利用效率,具有重要的理论和实际意义。本文以国家863项目《面向石化工业能效监测评估及优化控制技术与系统》为依托,在现有的三级能效指标体系研究基础上,提出以单位能耗拔出率为指标的能效评估新方法,建立软测量模型和优化控制策略,为石化企业更加有效地开展能效评估,提高能源利用率提供了理论和技术。本文主要研究内容如下:(1)炼油过程具有工艺复杂、生产流程长、生产过程消耗的能源和物料种类多样化等特点,本文结合常压过程能量流、物料流的实际情况,综合考虑了常压过程中能源消耗、原料投入和产品产出等相关因素,建立了新的常压过程能效评估指标—单位能耗拔出率,合理地评价常压生产过程的能源利用效率。(2)炼油工业中通常运用工业色谱仪在线测量常压侧线产品产量,由于其设备投资消耗大、运行成本高,因此,本文提出采用软测量方式对单位能耗拔出率进行在线监测。常压生产过程工况复杂,现有处理单一工况、单一模型的方法预测误差过大,本文提出了基于FCM工况划分的单位能耗拔出率软测量模型。根据工艺和反应机理,采用FCM算法对炼油常压过程进行工况划分,并用PCA对影响单位能耗拔出率的主要参数进行筛选,确定输入变量,并对每个工况采用IPSO优化的LSSVM算法分别建立预测子模型。通过实际生产数据进行验证,本文所建立的软测量方法具有更高的预测精度,可以准确地监测常压过程能效变化,并为常压过程能效优化奠定了基础。(3)炼油常压过程的能效水平是影响炼油企业生产效益的重要因素。为了提高常压过程能源利用率,本文提出了以单位能耗拔出率最大为优化目标的最优控制方案,选择出口温度和常顶温度作为优化的操作变量,建立优化控制模型,采用IPSO算法进行求解,得出了常压塔最佳出口温度和最佳常顶温度。优化结果表明,该控制策略有效地提高了企业的能源利用率,达到节能降耗的目的。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE624.2

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