乙烯装置裂解炉基于模型的预测控制与优化

作     者：唐明文 

作者单位：南京林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郁昊;张春阳

授予年度：2008年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：乙烯装置裂解炉 预测控制 优化操作 回归分析 正交实验 

摘      要：乙烯生产装置的产品质量和产量(收率)不仅与经济效益直接相关,还直接影响大批下游生产装置(如聚乙烯装置、聚丙烯装置、乙二醇装置等)的正常生产运行和产品质量,因而在乙烯生产过程中的质量(收率)控制中占有非常突出的地位。本文基于正交实验设计法与逐步回归法建立乙烯装置裂解炉的预测模型,进行预测控制与优化。 本文首先介绍建立裂解炉的工艺机理数学模型,再根据正交实验设计法与逐步回归法建立乙烯装置裂解炉的简化模型。利用实验数据通过非线性逐步回归方法,得到乙烯和丙烯的简化计算机控制模型。回归方程和回归系数的方差分析和统计检验表明回归效果很好,机理模型和简化模型结果相当吻合,表明简化模型精确性很高,因此可以利用该模型代替机理模型用于计算机控制。 其次,主要介绍了裂解炉有关变量的软测量、裂解深度、裂解炉出口温度、裂解炉生产能力及原料量与稀释蒸汽比值控制,从而提高乙烯收率。 最后,在对乙烯装置裂解炉先进控制的基础上进一步对裂解炉进行优化操作,以期裂解炉在一个运行周期内乙烯产品的平均产量最大。本章在约束条件基础上建立优化命题,应用网络实时快速训练方法和算法,精确地描述出工业裂解过程的操作特性,采用改进行模拟退火优化算法对系统进行优化。