[发明专利]一种基于P-graph的乙烯全流程超结构模型建模方法

权利要求书

1.一种基于P-graph的乙烯全流程超结构模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)以直链烷烃转化为烯烃过程为目标对象建立模型，包括裂解、急冷、压缩和分离四部分，其中将急冷和压缩过程简化为一个操作单元型节点；

2)对过程存在的乙烷循环进行解环，构建解环的超结构，以M₂和M₁表示乙烷，乙烷循环裂解过程的产物为M₃和M₄，则对应的收率如下：

式中，r_n为超结构边n所对应的比率，循环乙烷的收率如公式(3)所示：

每次循环编号为n_c，则经过n_c＝N_C次循环后，产物M₃和M₄的收率分别用公式(4)与公式(5)表示：

经过多次迭代，剩余的乙烷的百分比如公式(6)所示：

若η₂＜0.0005，则剩余的乙烷量近似忽略，r′₁＝T₁，则修正后的变值为：

3)基于P-graph算法得到的最优和临近次优解集进行分析：

根据最大结构以及PNS问题的参数生成目标函数和约束，并基于加速分支界定算法给出最优以及大量的次优解，其中所建立的模型包含三类约束：(1)进料供应量上限和产物产量下限(乙烯)约束；(2)设备处理能力的上下限约束；(3)每一个节点的物料平衡；

根据原料价格和产品价格计算如公式(9)所示的目标函数：

并根据目标函数(9)求解每一个可行结构下的最优参数，按照目标函数maxprofit进行排序，以给出最优及次优解；首先需要基于这些最优及次解计算衡量原料轻质化的指标，轻质化指标采用如公式(10)的轻质原料占比rate_L来表示：

式中，F_i是原料R_i的流量，coefficient_i(l)是与原料R_i性质有关的系数，当原料R_i的平均碳链长度l小于等于6时，coefficient_i(l)＝1，否则coefficient_i(l)＝0；

炼油-乙烯一体化过程对环境的影响则用如公式(11)指标SPI来表征：

和是原料和产物的碳质量百分含量，F^Ri是其质量流量，A是单位面积森林在一年中能处理的碳排放量定值，在建模过程中取2t/km²。

2.根据权利要求1所述基于P-graph的乙烯全流程超结构模型建模方法，其特征在于，由于可持续性指标同步考虑裂解过程所消耗的燃料根据原料的流量和原料的性质，基于历史数据拟合估算裂解部分的燃料消耗。

3.根据权利要求1所述基于P-graph的乙烯全流程超结构模型建模方法，其特征在于，进料中催化干气需要除去没有参与裂解过程的酸性气体。