[发明专利]石脑油裂解制乙烯的裂解产物组分软测量模型的建立方法

说明书

本发明涉及一种石脑油裂解制乙烯的裂解产物组分软测量模型的建立方法，通过与预测变量相关的观测变量在历史周期内数据一一对应关系，确定多个软测量模型，再将软测量模型通过验证数据进行验证，排除误差较大的软测量模型后，再使用历史周期的离线数据进行测试，从多个软测量模型中获得最终的较优软测量模型，实现了对某些无法实时准确测量或者测量成本高的变量的预测，并降低了实时测量变量的成本，在实时预测参数变量前，基于裂解过程的历史数据建立一个可以描述目标过程的软测量模型，该模型的准确程度直接关系到裂解产物各组分预测结果的精度。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，特别是指一种石脑油裂解制乙烯的裂解炉运行监测技术，尤其是指一种石脑油裂解制乙烯的裂解产物组分软测量模型的建立方法。

背景技术

石脑油为原料裂解制取乙烯的工艺技术中蒸汽高温裂解法的裂解工艺至少包括原料供给预热系统、高温裂解系统、油气联合燃烧系统及废热系统。

对于实际的石脑油为原料裂解制取乙烯的工艺技术中蒸汽高温裂解法的裂解炉生产过程中根据裂解炉型号的不同选择采集的变量包含但不限于：对流段：1、原料部分：裂解原料石脑油进料流量、裂解原料石脑油进料温度和压力、裂解原料石脑油进料量的设定值；2、稀释蒸汽部分：稀释蒸汽进料流量、稀释蒸汽进料温度、稀释蒸汽进料量的设定值；3、横跨段温度和压力部分：炉管横跨段温度、炉管横跨段压力；辐射段：4、炉出口温度部分：辐射段炉管出口温度；5、炉出口压力部分：炉管出口压力；6、裂解气部分：甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯的含量；7、炉膛部分：裂解气的组成、炉膛温度、烟气组成、和燃料气流量及其平均分子质量等变量数据信息。

裂解产品中各组分的含量直接关系到企业的最终利润总额。石脑油高温裂解产物包含多种烃类化合物，具有较大沸程范围，想要在线实现对所有裂解产物组分的分析是不现实的。在工业应用中，乙烯工厂通常利用一台在线组分分析仪来测量几个关键组分的相对含量作为参考对生产工况进行调节。在线分析仪在等时间间隔内，从裂解炉管出口处取样分析，并不能实现实时对关键组分进行相对含量分析，而且在线分析仪在取样过程中存在着一定的随机性。对该特定的裂解炉装置，利用在线组分分析仪来测量甲烷、乙烯、乙烷、丙烯和丙烷五个关键组分的相对含量作为参考对生产工况进行调节。

在石脑油裂解制乙烯过程中，石脑油品质不能保证持续地稳定。当石脑油品质发生变化时，最佳乙烯收率的反应条件也会相应地改变，如果能够实现实时的组分信息分析，那么乙烯工程师也能够更加快速地调整生产工况至最佳反应条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种石脑油裂解制乙烯的裂解产物组分软测量模型的建立方法，以解决现在采用在线组分分析仪不能实现实时对关键组分进行含量分析的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种石脑油裂解制乙烯的裂解产物组分软测量模型的建立方法，包括以下步骤；

1)确定预测变量；

2)选择裂解产物出口组分有影响的观测变量；

3)获取多个石脑油裂解制乙烯生产过程中完整历史运行周期的离线数据，并确定在线组分分析仪采样时间间隔；

4)从步聚3)中的离线数据中，选择至少一个设定时长的数据段为训练数据，及选择至少一个设定时长的数据段为验证数据；

确定多段训练数据中的预测变量数据值集合，并建立多个软测量模型的集合；

5)将软测量模型集合中的任一软测量模型均与验证数据中的相应数据进行比对计算，得到相对验证误差；

去除验证误差超过设定值的软测量模型；

6)将保留的软测量模型均与步骤3)的每一石脑油裂解制乙烯生产过程中完整历史运行周期的离线数据进行比对计算，得到相应的相对预测误差；