碳三液相加氢反应器优化控制方法及系统与流程

技术特征：
1.一种碳三液相加氢反应器优化控制方法，其特征在于，包括：基于碳三液相加氢催化剂的特性建立状态控制模型；对加氢反应器的实时运行数据进行分类统计，得到分类统计数据；基于碳三液相加氢催化剂的反应特性，采用多重优化模式对状态控制模型进行在线修正，得到修正后的状态控制模型；基于所述分类统计数据和修正后的状态控制模型得到控制参数；对所述控制参数进行增益调度，得到增益调度参数；基于控制参数和增益调度参数控制碳三液相加氢反应器。2.根据权利要求1所述的碳三液相加氢反应器优化控制方法，其特征在于，所述状态控制模型是基于有限个参数优化操作建立的催化剂主要性能变化模型；所述主要性能包括，丙烯选择性和出口mapd浓度。3.根据权利要求2所述的碳三液相加氢反应器优化控制方法，其特征在于，所述状态控制模型表示为：式中，yd(t)为选择性，mapd(t)为出口mapd浓度，t
i
(t)，i＝1,2,3为床层温度，t0(t)为反应器入口温度，p
a0
(t)为反应器入口氢气与mapd分压比，g(t)为反应器入口新鲜进料与循环量质量流率之和，k
i
，i＝1,2,3为零点，c、d、e为状态模型参数。4.根据权利要求1所述的碳三液相加氢反应器优化控制方法，其特征在于，所述多重优化模式，包括：指标控制模型、丙烯收率模型和收益预测模型。5.根据权利要求4所述的碳三液相加氢反应器优化控制方法，其特征在于，所述指标控制模型为：tg＝tg
st
×
coeff
model
，式中，tg为反应器控制指标，取值包括，出口mapd浓度、丙烯选择性、出口氢气浓度和c5以上生成量中的至少一种；tg
st
为标准工艺和物料组成条件下反应器控制指标；coeff
model
为反应器从标准工况到实际工况控制指标传递系数；和/或考虑物料性质参数对优化操作模式影响的指标控制模型为：tg＝tg0 δtg，式中，tg为优化模式下反应器控制指标，tg0为实际工况下反应器控制指标的初始值，tg0为固定值；δtg为在优化模式下物料性质参数对应的改进量。6.根据权利要求4或5所述的碳三液相加氢反应器优化控制方法，其特征在于，在优化操作下反应器的丙烯收率取固定值，对物料组成变化进行补偿的条件下，所述丙烯收率模型为：yd＝yd0 f
m
(δtg)，
式中，yd0为优化操作下丙烯收率的基础值；δtg为在优化操作下物料性质参数对应的控制指标改进量；f
m
(δtg)为优化操作物料变化带来的收率补偿值，f
m
(δtg)与δtg呈函数关系。7.根据权利要求6所述的碳三液相加氢反应器优化控制方法，其特征在于，所述收益预测模型为：gn＝m
×
yd f
p
(1-yd)，式中，gn为反应器加氢带来的总收益预测；yd为优化操作下丙烯收率；m为丙烯单价；f
p
(1-yd)为优化操作下丙烷回炼收益，f
p
(1-yd)与(1-yd)呈函数关系；(1-yd)为反应器加氢的丙烷收率。8.根据权利要求4所述的碳三液相加氢反应器优化控制方法，其特征在于，所述多重优化模式，包括：以所述指标控制模型为基础，根据初始测试运行数据，建立丙烯收率模型与指标控制模型之间的连续模型；基于所述连续模型，运用所述收益预测模型计算丙烯收率区间值；将丙烯收率区间值传导入状态控制模型对操作变量进行赋值。9.根据权利要求8所述的碳三液相加氢反应器优化控制方法，其特征在于，所述多重优化模式，包括：以所述指标控制模型为基础，根据优化控制运行数据，对所述丙烯收率模型与指标控制模型进行补偿修正；基于修正后的丙烯收率模型与所述指标控制指数模型，运用所述收益预测模型计算出修正后的丙烯收率区间值；将修正后的丙烯收率区间值传导入状态控制模型对操作变量进行修正。10.根据权利要求1所述的碳三液相加氢反应器优化控制方法，其特征在于，所述碳三液相加氢催化剂包括载体和负载其上的主活性组分与助催化剂组分；所述主活性组分选自pd、ni、pt、rh和ru中的至少一种；以碳三液相加氢催化剂的重量为基准，所述主活性组分的含量优选为0.05-0.8wt％；所述助催化剂组分选自ag、cu、au、la、ce、ga、pb、w、mo、卤族系、碱金属族系和碱土金属族系中的至少一种；以碳三液相加氢催化剂的重量为基准，所述助催化剂的含量优选为0.01-1.0wt％；所述碳三液相加氢催化剂的载体选自氧化铝、分子筛、氧化硅、氧化镓、氧化钛和活性炭中的至少一种。11.一种碳三液相加氢反应器优化控制系统，其特征在于，包括：专家优化模块、增益调度模块、软测量模块、分析评测模块和状态模型控制器模块；所述软测量模块和分析评测模块，用于对加氢反应器的实时运行数据进行分类统计，得到分类统计数据；所述专家优化模块，用于基于碳三液相加氢催化剂的反应特性，采用多重优化模式对状态控制模型进行在线修正；所述状态模型控制器模块，用于基于碳三液相加氢催化剂的特性建立状态控制模型，基于所述分类统计数据和修正后的状态控制模型得到控制参数；
所述增益调度模块，用于对所述控制参数进行增益调度，得到增益调度参数。12.根据权利要求11所述的碳三液相加氢反应器优化控制系统，其特征在于，所述状态模型控制器模块将所述分类统计数据与赋值的操作变量进行对比计算后得到对比数据；所述增益调度模块基于所述对比数据设定操作变量的调整幅度。13.根据权利要求11所述的碳三液相加氢反应器优化控制系统，其特征在于，所述软测量模块的输出端分别与专家优化模块和状态模型控制器模块的输入端连接，所述分析测评模块的输出端与所述专家优化模块的输入端连接，所述专家优化模块的输出端与所述状态模型控制器模块的输入端连接，所述状态模型控制器模块的输出端与所述增益调度模块的输出端连接。

技术总结
本公明公开了一种碳三液相加氢反应器优化控制方法及系统。其中，碳三液相加氢反应器优化控制方法，包括：基于碳三液相加氢催化剂的特性建立状态控制模型；对加氢反应器的实时运行数据进行分类统计，得到分类统计数据；基于碳三液相加氢催化剂的反应特性，采用多重优化模式对状态控制模型进行在线修正，得到修正后的状态控制模型；基于所述分类统计数据和修正后的状态控制模型得到控制参数；对所述控制参数进行增益调度，得到增益调度参数；基于控制参数和增益调度参数控制碳三液相加氢反应器。本发明的方法及系统可达到获得最佳的丙烯收率的目的。收率的目的。收率的目的。


技术研发人员：卫国宾 穆玮 房艳 汪晓菁
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院
技术研发日：2020.05.20
技术公布日：2021/11/29