[发明专利]汽油在线调合方法

说明书

技术领域

本发明属于化工和自动控制领域，涉及汽油调合的模型建立、在线校正和优化方法。

背景技术

石油和化学工业是重要的基础原材料工业，是国民经济的支柱产业之一。炼油工业是石化工业的重要组成部分，提供多种油品和化工原料。汽油是炼油厂最重要的产品，通常汽油的销售收入约占炼厂总收入的60％～70％。汽车保有量的增加，将进一步增加汽油的需求量，同时也增加了氮氧化物、一氧化碳等污染物的排放量，城市交通污染进一步加剧。为此，人们对汽油的品质提出了越来越高的要求。油品调合作为炼油企业生产成品油的最后一个环节，调合方式直接决定了成品油的质量、生产成本和企业的效益。

国内现有的汽油调合系统多为间歇罐式调合方法。从调合方案的制定到调合的实施，都靠手工计算和操作。由于汽油质量指标(例如辛烷值)的非线性调合特性，一次调合合格率低(60％左右)，调合周期长(调合一罐5000吨成品汽油需要30个小时左右)。人工调合不但降低了生产效率，增加了损耗，而且由于产品质量无法准确控制，实际生产中为了保证产品质量合格，经常会使一些质量指标过剩(例如辛烷值过剩超过0.6以上)，造成了很大的浪费。因此，现有的手动调合方式远远不能适应当今油品调合的高效率，低损耗，高卡边率的要求。

汽油调合过程面临的主要挑战是：在满足成品汽油质量指标、参与调合组分油的流量、总量和控制阀等硬约束的基础上，最大化产品收益。因此，汽油调合问题理论上是一个带约束的优化问题，而调合的控制过程是以优化技术为基础的。汽油调合过程的理论研究主要分为两个部分：调合模型和调合优化算法。对于汽油调合过程而言，作为调合组分的物料自身就是一个复杂的碳氢化合物(大部分)的混合物，所包含的组分在性质上变化很大。汽油调合过程中，辛烷值和雷德蒸汽压的变化呈现出复杂的调合效应，成品油的辛烷值(或雷德蒸汽压)是组分油体积组成、组分比例与各组分油的辛烷值(或雷德蒸汽压)的非线性函数。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽油在线调合方法是：针对不同标号汽油的调合情况分别建立调合模型，通过质量指标向质量指数的非线性变换，将原始的非线性模型转化成为系数线性模型，模型输出值经过非线性反变换后，上一时刻的成品油油品在线分析值对非线性反变换后的模型输出进行在线“滚动”校正，从而得到成品油油品的预测值(见图1)；根据成品油油品的预测值对各组分油的调合配方进行在线优化更新(见图2)。该优化系统根据不同的调合配置要求，通过开关选择相应的优化参数和目标。调合配方优化器与各组分油流量控制器串联，根据调合配方的变化对各组分油流量设定值进行调整。

本发明技术方案内容如下：

汽油调合模型的建立

非线性数学模型如下：

m_indexj(k)=Σi=1n(ri(k)·Qx1(Pj,i(k)))]]>