一种硅橡胶催化裂解工艺的调控方法及装置与流程

本发明涉及工业运行调控，尤其涉及一种硅橡胶催化裂解工艺的调控方法及装置。

背景技术：

1、随着工业绿色制造的发展，生命周期评价方法已被广泛应用于各类工业流程的综合环境影响评估任务中，成为量化工艺环境负荷并指导流水线运行调控的重要技术手段。

2、现有的通用评价方法在处理废旧硅橡胶催化裂解这种具有特定循环属性的复杂工艺时，仅依赖基础排污负荷数据进行单向累加核算，而忽略废料规避填埋/焚烧带来的减排增益以及衍生环硅氧烷替代原生新原料带来的降碳增益，导致最终生成的等效环境负荷数据严重失真；该失真数据使得系统无法准确评估各物理工艺单元的负荷贡献情况，难以精准识别异常热点单元并生成对应的底层硬件调控指令对工艺进行物理调控，造成工艺调控结果的不准确与不可控。

技术实现思路

1、本发明提供了一种硅橡胶催化裂解工艺的调控方法及装置，能够解决现有的通用评价方法仅依赖基础排污负荷进行单向累加导致核算数据失真，使得系统难以精准识别异常热点单元并执行有效的物理干预，从而造成底层工艺调控结果不准确与不可控的问题。

2、本发明一实施例提供了一种硅橡胶催化裂解工艺的调控方法，包括：

3、获取所述硅橡胶催化裂解工艺在设定生命周期边界内的原始运行数据，所述原始运行数据包括：废硅橡胶输入量、裂解产物回用量以及基础排污负荷数据； 根据预设的硅橡胶降解因子，对废硅橡胶输入量进行折算，生成第一环境补偿效益值；根据预设的原生环硅氧烷生产基准值与所述裂解产物回用量确定原生替代效益，并从原生替代效益中扣除生成裂解产物对应的运行能耗负荷，得到第二环境补偿效益值；基于第一环境补偿效益值和第二环境补偿效益值，对基础排污负荷数据进行修正，得到等效环境负荷数据； 根据所述等效环境负荷数据评估各物理工艺单元的负荷贡献情况，根据负荷贡献情况识别得到硅橡胶催化裂解过程中异常的物理工艺单元，将所述物理工艺单元确定为异常热点单元；

4、根据确定的所述异常热点单元的单元类型，生成对应的底层硬件调控指令，并根据所述底层硬件调控指令对异常热点单元所对应的工艺进行物理调控。

5、进一步的，所述设定生命周期边界包括：废料预处理阶段、催化裂解阶段、分离提纯阶段、三废收集处理阶段以及产物闭环回用阶段；获取所述硅橡胶催化裂解工艺在设定生命周期边界内的原始运行数据，具体包括： 采集并汇总所述废料预处理阶段、所述催化裂解阶段、所述分离提纯阶段以及所述三废收集处理阶段在运行过程中产生的所有能源消耗量、物料消耗量及污染物排放量，将汇总结果作为所述基础排污负荷数据； 获取投入至所述废料预处理阶段的废弃硅橡胶的总质量，作为所述废硅橡胶输入量； 提取由产物闭环回用阶段反馈输出的可再利用环硅氧烷的质量，作为所述裂解产物回用量。

6、进一步的，所述第一环境补偿效益值和所述第二环境补偿效益值分别通过以下公式进行计算：

7、；

8、;

9、其中，表示所述第一环境补偿效益值；表示所述废硅橡胶输入量；表示预设的硅橡胶降解因子；表示所述第二环境补偿效益值；表示所述裂解产物回用量；表示预设的原生环硅氧烷生产基准值；表示生成裂解产物对应的运行能耗负荷。

10、进一步的，所述原始运行数据还包括：单批次催化剂再生能耗对应的环境负荷量，以及预设的催化剂使用寿命批次；

11、基于所述第一环境补偿效益值和所述第二环境补偿效益值，对所述基础排污负荷数据进行修正，得到等效环境负荷数据，具体通过以下公式进行计算：

12、;

13、其中，表示最终计算得到的等效环境负荷数据；表示所述基础排污负荷数据；表示获取的单批次催化剂再生能耗对应的环境负荷量；表示预设的催化剂使用寿命批次；用于表征基于寿命批次均摊至当前运行周期内的催化剂再生平摊负荷值。

14、进一步的，根据所述等效环境负荷数据评估各物理工艺单元的负荷贡献情况，包括： 提取所述等效环境负荷数据中各个物理工艺单元独立对应的特征排放参数； 调用与预设的环境影响评价类别相匹配的专用特征化因子，将所述特征排放参数与所述专用特征化因子进行相乘操作，得到各类别下的标准环境影响量；其中，所述预设的环境影响评价类别包括：表征硅橡胶催化裂解专属特性的挥发性有机物大气污染类别以及二氧化硅粉尘类别； 获取预先设定的归一化系数矩阵，使用所述归一化系数矩阵对各所述标准环境影响量执行无量纲化处理，得到对应的归一化数值； 获取基于区域环保政策导向确定的动态权重因子矩阵； 将各所述物理工艺单元对应的归一化数值与所述动态权重因子矩阵中对应的权重系数进行相乘，计算得到各物理工艺单元对应的单元环境影响评价值； 将所有物理工艺单元对应的单元环境影响评价值进行累加求和，得到全局汇总的综合环境影响评价值；

15、将每一个所述物理工艺单元独立对应的单元环境影响评价值，分别除以所述综合环境影响评价值，计算得到每一个所述物理工艺单元各自对应的负荷贡献度比例，得到各物理工艺单元的负荷贡献情况。

16、进一步的，根据负荷贡献情况识别得到硅橡胶催化裂解过程中异常的物理工艺单元，将所述物理工艺单元确定为异常热点单元，包括： 将各个所述负荷贡献度比例与预设的安全基线阈值进行比对； 当目标的物理工艺单元对应的负荷贡献度比例超过所述预设安全基线阈值时，将对应的物理工艺单元标记为所述异常热点单元。

17、进一步的，根据确定的所述异常热点单元的单元类型，生成对应的底层硬件调控指令，具体包括： 计算所述异常热点单元对应的所述负荷贡献度比例超出所述安全基线阈值的超标偏差值； 调用预设的参数映射表，根据所述异常热点单元的单元类型，匹配对应的可调节硬件节点以及基准参数调节步长；其中，所述参数映射表中存储有各单元类型、每一单元类型所对应的可调节硬件节点以及基准参数调节步长；

18、基于所述超标偏差值与所述基准参数调节步长执行乘积运算，确定所述可调节硬件节点所需的物理调控动作量； 根据匹配的可调节硬件节点以及计算确定的物理调控动作量，生成所述底层硬件调控指令。

19、进一步的，根据所述异常热点单元的单元类型，匹配对应的可调节硬件节点，包括： 在所述异常热点单元为催化裂解单元时，确定可调节硬件节点为裂解反应釜的温度控制器；

20、在所述异常热点单元的单元类型为精馏提纯单元时，确定可调节硬件节点为精馏提纯塔的流体控制阀；

21、在所述异常热点单元的单元类型为废气处理单元时，确定可调节硬件节点为废气处理设备的引风机驱动器；

22、所述根据匹配的可调节硬件节点以及计算确定的物理调控动作量，生成所述底层硬件调控指令，包括：

23、在可调节硬件节点为裂解反应釜的温度控制器时，根据对应的物理调控动作量生成降低所述温度控制器设定温度的温度调控指令；

24、在可调节硬件节点为精馏提纯塔的流体控制阀时，根据对应的物理调控动作量生成改变所述流体控制阀回流比参数的流控指令；

25、在可调节硬件节点为废气处理设备的引风机驱动器时，根据对应的物理调控动作量生成提升所述引风机驱动器运行功率的电气指令。

26、进一步的，根据所述底层硬件调控指令对异常热点单元所对应的工艺进行物理调控，具体包括： 通过工业网络将生成的底层硬件调控指令下发传输至可编程逻辑控制器；触发所述可编程逻辑控制器解析所述底层硬件调控指令，输出对应的数字或模拟电信号以驱动物理执行机构调整相应的硬件节点状态，以使所述异常热点单元在下一工艺运行周期内的环境排污负荷下降至所述安全基线阈值以内。

27、本发明另一实施例还提供了一种硅橡胶催化裂解工艺的调控装置，包括：数据获取模块、第一效益折算模块、第二效益折算模块、等效负荷修正模块、热点单元识别模块以及物理调控执行模块；

28、数据获取模块，用于获取所述硅橡胶催化裂解工艺在设定生命周期边界内的原始运行数据，所述原始运行数据包括：废硅橡胶输入量、裂解产物回用量以及基础排污负荷数据； 第一效益折算模块，用于根据预设的硅橡胶降解因子，对所述废硅橡胶输入量进行折算，生成第一环境补偿效益值； 第二效益折算模块，用于根据预设的原生环硅氧烷生产基准值与所述裂解产物回用量确定原生替代效益，并从原生替代效益中扣除生成裂解产物对应的运行能耗负荷，得到第二环境补偿效益值；

29、等效负荷修正模块，用于基于所述第一环境补偿效益值和所述第二环境补偿效益值，对基础排污负荷数据进行修正，得到等效环境负荷数据； 热点单元识别模块，用于根据所述等效环境负荷数据评估各物理工艺单元的负荷贡献情况，根据负荷贡献情况识别得到硅橡胶催化裂解过程中异常的物理工艺单元，将所述物理工艺单元确定为异常热点单元；

30、物理调控执行模块，用于根据确定的所述异常热点单元的单元类型，生成对应的底层硬件调控指令，并根据所述底层硬件调控指令对异常热点单元所对应的工艺进行物理调控。

31、通过实施本发明的实施例具有如下有益效果：

32、本发明提供了一种硅橡胶催化裂解工艺的调控方法，通过获取所述硅橡胶催化裂解工艺在设定生命周期边界内的原始运行数据；根据预设的硅橡胶降解因子，对废硅橡胶输入量进行折算生成第一环境补偿效益值，并根据预设的原生环硅氧烷生产基准值与所述裂解产物回用量确定原生替代效益且扣除其对应的运行能耗负荷，得到第二环境补偿效益值；基于所述第一环境补偿效益值和所述第二环境补偿效益值，对基础排污负荷数据进行修正得到等效环境负荷数据；进而根据所述等效环境负荷数据评估各物理工艺单元的负荷贡献情况，识别并确定硅橡胶催化裂解过程中的异常热点单元；最后根据确定的所述异常热点单元的单元类型，生成对应的底层硬件调控指令，并根据所述底层硬件调控指令对异常热点单元所对应的工艺进行物理调控。

33、采用上述技术方案，本发明针对现有通用方法仅依赖排污负荷单向累加导致数据失真、且难以对异常设备执行有效干预的缺陷，通过引入具有循环属性的双向环境补偿计算模型，在数据处理层面强制约束了环境负荷的核算方向与抵扣规范；同时，基于精确还原的等效环境负荷数据与异常单元硬件调控机制相联动，将传统的无法落地的模糊环境评价，转变为确定性的工业底层节点靶向控制，防止了因环保算账偏差导致的设备错调与漏调，实现了数据核算与物理控制的精准闭环，显著提高了硅橡胶催化裂解工艺评价与调控的准确性。