[发明专利]一种连续催化重整装置实时优化控制系统及其方法

说明书

本发明公开了一种连续催化重整装置实时优化控制系统及其方法。本发明系统共分为包括数据采集模块、数据转换模块、数据处理模块、人机交互模块、中央处理模块、预测控制模块，其中中央处理模块依据重整动力学、热力学、物料平衡、能量平衡等基本原理，建立较为完备的机理模型，通过最优操控算法来达到实时优化控制。本发明针对连续催化重整装置采用模块化的形式构建了实时优化控制系统，通过各个模块的相互配合并采用机理建模与最优操控算法相结合的方式来达到实时优化控制的目标。通过对连续催化重整装置中整个过程的优化，有效的得到了系统综合指标的最优解，这对于化工厂提高产品收率和经济效益具有重要的意义。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，涉及一种连续催化重整装置实时优化控制系统及其方法。

背景技术

催化重整是指在温度、压力、临氢和催化剂存在的条件下，使原油蒸馏所得的轻汽油馏分(或石脑油)转变成富含芳烃的高辛烷值汽油(重整汽油)，并副产液化石油气和氢气的过程；是炼油工业中主要的加工工艺之一，是提高汽油质量和生产石油化工原料的重要手段，也是解决高辛烷值汽油、芳烃原料短缺的有效方法之一。

随着世界能源短缺的情况愈演愈烈，资源的竞争也将会越来越激烈，但是我国许多石油化工企业由于生产设备陈旧，工艺技术落后等原因，与国外相比，生产成本很高，经济效益差距较大。如何使得生产成本降低以及扩大经济效益，已经成为了一个迫切需要解决的问题。

基于以上情况，本发明提出了一种连续催化重整装置实时优化控制系统。该系统采用机理建模与最优操控算法相结合的方式，为实现连续催化重整装置中综合指标的优化控制提供了有利的保障。

发明内容

本发明的一个目的是针对现有的连续催化重整装置中关于生产成本较高，经济效益差距较大等综合指标的不足的问题，提出了一种机理建模与最优操控算法相结合的实时优化控制系统。

该系统包括数据采集模块、数据转换模块、数据处理模块、人机交互模块、中央处理模块、预测控制模块，其中数据转换模块包括A/D转换模块和D/A转换模块；

数据采集模块用于炼油工业连续催化重整装置的组分、温度、压力、流量等数据采集，并将其传送到A/D转换模块；

A/D转换模块用于将接收到的模拟量转换为相应的数字量，并将其传送到数据处理模块；

数据处理模块储存有历史运行数据的数据库；对A/D转换模块传送的数据进行对比处理，然后将处理后的数据传送至中央处理模块；

人机交互模块用于设定炼油工业连续催化重整过程的运行指标，并将其输送到中央处理模块；运行指标包括运行优化周期T_zq、综合目标函数权重β、催化剂装填量、装置结构参数、装置物性参数；装置结构参数包括反应器装置半径、高度，装置物性参数包括反应活化能、平衡常数等。

中央处理模块用于获取最优运行的操作变量值以及最优目标函数值，并将其传送到D/A转换模块；

D/A转换模块接收到的数字量转换成相应的模拟量，并将其传送到预测控制模块；

所述的预测控制模块包括对取得最优目标函数值和最优运行的操作变量值的所有可控对象进行控制，使系统达到最优状态。

本发明系统弥补了现有的原料消耗较多，经济效益不好等不足，便于提高产品收率和经济效益。

本发明的另一个目的是提供一种连续催化重整装置实时优化控制方法，该方法主要步骤如下：

步骤(1)、人机交互模块设定连续催化重整装置实时优化控制系统的运行指标，并将其输送到中央处理模块；运行指标包括运行优化周期T_zq，综合目标函数权重β，催化剂装填量，装置的结构参数(如反应器装置半径、高度)，以及物性参数(如反应活化能、平衡常数)等；