延迟焦化生产过程的大范围实时优化

发布时间：2022-02-17 13:59

　　重油轻质化一直是石油炼化产业中非常重要的一环,延迟焦化工艺由于其生产要求低等优势成为处理重质石油的一种重要手段。重质油品首先在加热炉内进行加热,达到预设的温度,然后进入焦炭塔内进行裂解缩合反应,生成的焦炭留在塔内等待除焦操作,其余油气等进入分馏塔和吸收稳定装置生成后续产物。但由于其半间歇式生产的特点,对延迟焦化生产过程的控制变得异常困难,部分炼化厂虽采用先进控制（APC）进行操作,但均是分而治之的方法。即使每个部分达到局部最优,但因为各控制器耦合的存在,造成装置调节的较大压力,导致能耗的增加以及影响最后产品的收率。对于延迟焦化生产过程,能耗的降低和收率的提高是其主要的研究重点。一方面可以通过对工艺的理解更改装置本身,但这种方法耗时且斥资巨大,实施起来较为困难,另一方面可以仅改变生产的操作点完成要求。相关积分方法是一种用于解决多输入多输出连续实时优化问题的稳态调优方法,无需数学建模就可以实现对工业过程的操作调优,具有较强的抗干扰性。本文主要研究的内容如下:首先,针对延迟焦化的大能耗问题,对管式加热炉热效率做相关研究。结合管式加热炉物料、热量平衡条件构建状态空间方程,综合卡尔曼滤波和粒子滤... 

【文章来源】：北京化工大学北京市211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACTT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 相关积分优化方法的提出
    1.3 课题研究意义和国内外研究现状
        1.3.1 加热炉热效率的研究
        1.3.2 相关积分优化方法的研究
            1.3.2.1 相关积分的发展现状
            1.3.2.2 相关积分的基本原理
            1.3.2.3 相关积分的梯度估计和调优算法
            1.3.2.4 相关积分的递推算法
        1.3.3 增广拉格朗日函数法的研究
        1.3.4 延迟焦化生产过程的操作调优研究
            1.3.4.1 延迟焦化生产工艺简介
            1.3.4.2 延迟焦化调优现状
    1.4 课题研究的主要研究内容和文章结构
第二章 延迟焦化生产过程能量调优
    2.1 引言
    2.2 加热炉热效率的实时估计
        2.2.1 加热炉机理模型
            2.2.1.1 过剩空气系数
            2.2.1.2 出口排烟温度
            2.2.1.3 加热炉的状态空间方程
        2.2.2 联合粒子滤波算法
            2.2.2.1 卡尔曼滤波
            2.2.2.2 粒子滤波
            2.2.2.3 联合粒子滤波
            2.2.2.4 收敛性证明
    2.3 加热炉热效率操作调优
        2.3.1 优化目标的确定及其调优变量的选择
        2.3.2 相关数据的采集
    2.4 实际装置应用
        2.4.1 热效率的实时输出
        2.4.2 热效率的操作调优
    2.5 小结
第三章 延迟焦化生产过程收率调优
    3.1 引言
    3.2 目标函数以及调优变量的确立
    3.3 加约束的相关积分优化方法
        3.3.1 增广拉格朗日函数的构建
        3.3.2 加约束的相关积分优化方法计算步骤
        3.3.3 加约束的相关积分优化方法的优点和适用对象
    3.4 延迟焦化收率调优的仿真应用
        3.4.1 调优收率的估计计算
        3.4.2 延迟焦化过程的收率调优
            3.4.2.1 无约束下的收率调优
            3.4.2.2 加约束下的收率调优
    3.5 小结
第四章 多变量优化调优系统的开发与应用
    4.1 引言
    4.2 多变量优化调优软件的设计与开发
        4.2.1 多变量优化调优系统架构
        4.2.2 软件功能介绍
    4.3 多变量优化调优软件的实际运用
    4.4 小结
第五章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书


【参考文献】：
期刊论文
[1]管式加热炉排烟温度升高的原因与防治[J]. 王刚,夏友山.  设备管理与维修. 2018(07)
[2]自适应扰动估计的相关积分优化方法及应用[J]. 陈杰,赵众.  控制理论与应用. 2017(07)
[3]燃气加热炉热效率计算方法的改进及应用[J]. 梁光川,黄兴,王勇,文雯.  油气储运. 2016(05)
[4]相关积分方法的乙炔加氢反应器操作调优[J]. 王莉,赵众.  计算机与应用化学. 2015(10)
[5]延迟焦化工艺技术进展浅析[J]. 韩雪松.  当代石油石化. 2015(10)
[6]提高延迟焦化装置液体产品收率的技术方法[J]. 张伟伟,李林.  齐鲁石油化工. 2015(03)
[7]基于相关积分优化方法的裂解炉优化[J]. 刘春平,王昕,王振雷.  化工学报. 2015(10)
[8]提高延迟焦化装置液体收率方法[J]. 洪晓瑛.  广东石油化工学院学报. 2013(04)
[9]延迟焦化装置有效能分析[J]. 王培超.  中外能源. 2013(03)
[10]延迟焦化装置的能耗分析及节能优化实践[J]. 龚朝兵,周雨泽,宋金宝,王金刚.  中外能源. 2013(01)

硕士论文
[1]工业管式加热炉优化控制方法研究[D]. 曾祥龙.北京化工大学 2016
[2]包含约束及噪声的相关积分方法研究及应用[D]. 王莉.北京化工大学 2015
[3]卡尔曼滤波器设计及其应用研究[D]. 杨丹.湘潭大学 2014
[4]延迟焦化装置的模拟与能量优化[D]. 王丁丁.中国石油大学（华东） 2013
[5]基于热效率的加热炉综合优化控制的应用研究[D]. 朱柏青.北京化工大学 2013
[6]延迟焦化装置全流程建模与仿真培训系统的研究[D]. 姜飞.中国石油大学 2007



本文编号：3629526