[发明专利]裂解气顺序分离流程中冷箱与脱甲烷塔系统的优化方法

摘要

本发明提供了一种裂解气深冷分离流程中冷箱与脱甲烷系统的优化方法，解决了现有工艺中不同温度等级的冷剂用量未能随着裂解原料和裂解气负荷变化而相应调整的问题。实现了根据工业装置的实时和历史运行数据对冷箱和脱甲烷塔系统不同温度等级的冷量进行合理匹配，进而降低了裂解气在该系统中的乙烯损失。本发明的优化方法能够普遍适用于乙烯装置深冷分离流程中的冷箱和脱甲烷塔系统的冷剂匹配问题。

主权项

1.裂解气顺序分离流程中冷箱与脱甲烷塔系统的优化方法，其特征在于包括以下步骤：1)首先采集乙烯装置裂解气顺序分离流程中冷箱与脱甲烷系统的实时和历史运行数据；采集运行数据包括进入冷箱系统的裂解气组成、温度、压力和流量、与冷箱中各换热设备换热前后裂解气的温度、压力；2)采用数据协调方法对相关运行数据进行调和，确保所采集的装置运行数据真实可靠；数据协调的算法步骤为：(1)确定需要进行协调的已测变量X和需要进行估计的未测变量U，并由测量变量样本估计测量误差的方差；(2)预置过失误差在误差中出现的比例η和过失误差标准差与随机误差标准差的比率γ；(3)采用优化算法求解目标函数：min-Σi=1mln{(1-η)exp[-12(xi-x^i)2σi2]+ηγexp[-12(xi-x^i)2γ2σi2]}]]>s.t.F(X^,U^)=0]]>XL≤X^≤XU;UL≤U^≤UU]]>(4)计算各个测量变量的误差通过判断准则判断是否存在过失误差，如果无过失误差存在，返回算法结束；否则继续；(5)对判断存在过失误差的e_i，计算：ξi=|ei|σi]]>将最大的ξ_i所反应的过程测量变量作为未测变量，得到新的X和U，返回(3)；上述算法中对可能的过失误差采取了逐个剔除的策略，从而减小了过失误差对数据协调结果的影响；3)在对装置运行数据进行动态协调的基础上，根据组分物料平衡方程、相平衡方程、及焓平衡方程等建立裂解气冷箱和脱甲烷塔过程的机理模型；4)结合智能优化算法对冷箱和脱甲烷塔过程的机理模型进行模型参数校正，得到能反映工业装置实际运行工况的工业模型；所建立的工业模型以脱甲烷塔塔顶、塔釜产品中关键杂质浓度为约束条件，由模型计算得到的冷箱中不同温度等级冷剂用量以及脱甲烷塔塔顶冷回流、塔内的温度分布、塔釜再沸负荷、中间再沸负荷与装置实际运行值偏差最小为目标函数，即：其中m为不同温度等级的冷剂级数、n为脱甲烷塔内的温度测点个数、R为脱甲烷塔塔顶甲烷冷回流量、Q_R1为塔釜再沸负荷、Q_R2为中间再沸负荷；5)在制冷压缩机提供的冷量一定的情况下，基于工业模型应用优化算法对不同裂解工况和裂解气负荷下的冷箱换热与脱甲烷塔精馏过程进行优化求解，对不同温度等级的冷剂用量进行优化匹配，达到尽可能地降低深冷分离过程的乙烯损失、提高装置乙烯收率的目的；式中的符号说明：X：已测变量U：未测变量η：过失误差在误差中的比例γ：随机误差标准差的比率e_i：各测量变量误差σ_i：标准差Q_B1：为塔釜再沸负荷Q_B2：为中间再沸负荷Q_i：不同温度等级冷剂提供的冷负荷R：回流比T_j：脱甲烷塔内各温度测点的温度值。