芳烴抽提操作優(yōu)化方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及芳烴抽提工藝過(guò)程操作優(yōu)化領(lǐng)域，特別涉及一種芳烴抽提操作優(yōu)化方 法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，芳烴抽提工藝過(guò)程的抽提精餾塔采用環(huán)丁砜抽提精餾工藝，利用溶劑對(duì)C6 餾分中各組分相對(duì)揮發(fā)度影響的不同，通過(guò)萃取精餾實(shí)現(xiàn)苯與非芳烴的分離。其中，溶劑和 C6餾分在抽提精餾塔接觸形成氣液兩相，由于溶劑與芳烴的作用力更強(qiáng)，因此非芳烴富集 于氣相，于抽提精餾塔頂部排出；芳烴富集于液相并被提純于抽提精餾塔底部排出。富集芳 烴的液相進(jìn)入溶劑回收塔，在溶劑回收塔內(nèi)進(jìn)行芳烴與溶劑的分離，溶劑循環(huán)使用。
[0003] 目前，抽提精餾塔使用固定的原料入口流率、回流比和溶劑比，對(duì)不同的原料進(jìn)行 芳烴抽提。但是，使用固定的原料入口流率、回流比和溶劑比，不能保證對(duì)每一種原料都能 進(jìn)行有效的芳烴提取，導(dǎo)致芳烴產(chǎn)品收率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種芳烴抽提操作優(yōu)化方法、裝置及系 統(tǒng)，以達(dá)到保證抽提精餾塔能夠?qū)γ恳环N待提煉原料都能進(jìn)行有效的芳烴提取，提高芳烴 產(chǎn)品收率的目的，技術(shù)方案如下：
[0005] -種芳烴抽提操作優(yōu)化方法，包括：
[0006] 利用經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)模型，計(jì)算待提煉原料的最優(yōu)原料入口流率、最優(yōu)回流比和最 優(yōu)溶劑比；
[0007] 將攜帶有所述最優(yōu)原料入口流率、所述最優(yōu)回流比和所述最優(yōu)溶劑比的生產(chǎn)操作 指令發(fā)送至控制器，以使所述控制器控制抽提精餾塔按照所述生產(chǎn)操作指令進(jìn)行芳烴抽 提。
[0008] 優(yōu)選的，所述利用經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)模型，計(jì)算待提煉原料的最優(yōu)原料入口流率、最優(yōu) 回流比和最優(yōu)溶劑比的過(guò)程，包括：
[0009] 基于經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的約束條件，計(jì)算所述經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的最大值；
[0010] 將所述經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的最大值對(duì)應(yīng)的原料入口流率、回流比和溶劑比分別作 為最優(yōu)原料入口流率、最優(yōu)回流比和最優(yōu)溶劑比；
[0011]所述經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)具體為
[0012] 所述經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的約束條件包括：W)、
5
[0013] 所述max表示最大化，所述Eco表示經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)，所述(^為芳烴產(chǎn)品價(jià)格，所述 為芳烴產(chǎn)品熱能消耗單價(jià)，所述if為芳烴產(chǎn)品流率，所述 f()=〇為抽提精餾機(jī)理模 型代數(shù)方程組，所述fo()=〇為所述抽提精餾機(jī)理模型代數(shù)方程組的初始值，所述i^,FR，F(xiàn)s， @，Ι?)ξ，SF%別為不確定原料入□流率、回流流率、溶劑流率、芳烴產(chǎn)品流率、回流比和溶 劑比，所述也，9。4，/^.6,.,91_，么分別為塔底再沸器的熱負(fù)荷、塔頂冷凝器的熱負(fù)荷、進(jìn) 料狀態(tài)參數(shù)、再沸器內(nèi)上升蒸汽的摩爾焓、塔底產(chǎn)品的摩爾焓、再沸器的熱量損失、塔頂蒸 汽的平均冷凝熱;所述~，<^，_，<^分別為原料入口流率置信度、芳烴產(chǎn)品流率置信度、回 流比置信度、溶劑比置信度;所述乂，￥，浐，1]，￡^分別為狀態(tài)變量、確定性被控變量、不確定性 被控變量、確定性操作變量、不確定性操作變量，所述Χο，Υο，Υ〇 ξ，UQ，IV分別為所述狀態(tài)變 量的初始值、所述確定性被控變量的初始值、所述不確定性被控變量的初始值、所述確定性 操作變量的初始值、所述不確定性操作變量的初始值，所述Φ,Χ. Φ上Φ;分別為所述不 確定原料入口流率的隨機(jī)概率密度函數(shù)的逆函數(shù)、所述芳烴產(chǎn)品流率的隨機(jī)概率密度函數(shù) 的逆函數(shù)、所述回流比的隨機(jī)概率密度函數(shù)的逆函數(shù)和所述溶劑比的隨機(jī)概率密度函數(shù)的 逆函數(shù)；
[0014] 其中所 i
開(kāi)述 Y=[Qb，Qc]，所述戸所 述U=[FR，F(xiàn)S]，所述;
[0015] 所述不確定原料入口流率的隨機(jī)概率密度函數(shù)為Φ,,(/:/) = Pi'V^ Λ.? =j\ /WK·-， 所述芳烴產(chǎn)品流率的隨機(jī)概率密度函數(shù)為ilW:) = Pr運(yùn)2 /7 !=卜,所述回流 比的隨機(jī)概率密度函數(shù)為= Prg Ξ?尬，=1-廣，所述溶劑比的隨機(jī)概 率密度函數(shù)關(guān)
[0016] 優(yōu)選的，所述經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)模型的生成過(guò)程，包括：
[0017] 建立不確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型，所述不確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型包括:不確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu) 化函數(shù)和所述不確定經(jīng)濟(jì)優(yōu)化函數(shù)的約束條件；
[0018] 分別構(gòu)造所述不確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型中不確定原料入口流率、芳烴產(chǎn)品流率、回 流比和溶劑比的隨機(jī)概率密度函數(shù)；
[0019] 基于所述不確定原料入口流率的隨機(jī)概率密度函數(shù)、所述芳烴產(chǎn)品流率的隨機(jī)概 率密度函數(shù)、所述回流比的隨機(jī)概率密度函數(shù)和所述溶劑比的隨機(jī)概率密度函數(shù)，將所述 不確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型；
[0020] 所述不確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu)化函數(shù)^
[0021 ]所述不確定經(jīng)濟(jì)優(yōu)化函數(shù)的約束條件包括：/(Χ,Γ,Γ?/，妒）=0、
< Fp，max} 2 ap、Pr{RDmin < RD4 RDmax} 2 ClRD和Pr{SFmin < SF^ SFmax} 2 asF，所述Fin,min，F(xiàn)in,max， FP, min，F(xiàn)P, max，RDmin，RDmax，SFmin，SF max分別為原料入口流率的下限、所述原料入口流率的上 限，所述芳烴產(chǎn)品流率的下限、所述芳烴產(chǎn)品流率的上限、所述回流比的下限、所述回流比 的上限、所述溶劑比的下限、所述溶劑比的上限，Pr{}為概率函數(shù)。
[0022] -種芳烴抽提操作優(yōu)化裝置，包括：
[0023] 計(jì)算單元，用于利用經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)模型，計(jì)算待提煉原料的最優(yōu)原料入口流率、最 優(yōu)回流比和最優(yōu)溶劑比；
[0024] 發(fā)送單元，用于將攜帶有所述最優(yōu)原料入口流率、所述最優(yōu)回流比和所述最優(yōu)溶 劑比的生產(chǎn)操作指令發(fā)送至控制器，以使所述控制器控制抽提精餾塔按照所述生產(chǎn)操作指 令進(jìn)行芳烴抽提。
[0025] 優(yōu)選的，所述計(jì)算單元包括：
[0026] 第一計(jì)算子單元，用于基于經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的約束條件，計(jì)算所述經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目 標(biāo)函數(shù)的最大值；
[0027] 確定子單元，用于將所述經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的最大值對(duì)應(yīng)的原料入口流率、回流 比和溶劑比分別作為最優(yōu)原料入口流率、最優(yōu)回流比和最優(yōu)溶劑比；
[0028] 所述經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)具體為：；
[0029] 所述經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的約束條件包詁：/認(rèn)上廠,(人〇~）= 0、
Φ二%)、Φ'(α如）玄肋1玄4^(1-議即）和啦⑷扣爐―如―
[0030] 所述max表示最大化，所述Eco表示經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)，所述(^為芳烴產(chǎn)品價(jià)格，所述 C^rgy為芳烴產(chǎn)品熱能消耗單價(jià)，所述0為芳烴產(chǎn)品流率，所述f()=0為抽提精餾機(jī)理模 型代數(shù)方程組，所述fo () = 0為所述抽提精餾機(jī)理模型代數(shù)方程組的初始值，所述ig, &，F(xiàn)s， if，.分別為不確定原料入□流率、回流流率、溶劑流率、芳烴產(chǎn)品流率、回流比和溶 劑比，所述也，9。4，/^乂,91。88，艮分別為塔底再沸器的熱負(fù)荷、塔頂冷凝器的熱負(fù)荷、進(jìn) 料狀態(tài)參數(shù)、再沸器內(nèi)上升蒸汽的摩爾焓、塔底產(chǎn)品的摩爾焓、再沸器的熱量損失、塔頂蒸 汽的平均冷凝熱;所述~，<^，_，<^分別為原料入口流率置信度、芳烴產(chǎn)品流率置信度、回 流比置信度、溶劑比置信度;所述X，Y，Υ ξ，U分別為狀態(tài)變量、確定性被控變量、不確定性 被控變量、確定性操作變量、不確定性操作變量，所述Χο，Υο，Υ〇 ξ，UQ，分別為所述狀態(tài)變量 的初始值、所述確定性被控變量的初始值、所述不確定性被控變量的初始值、所述確定性操 作變量的初始值、所述不確定性操作變量的初始值，所述φ,,).φΛφ/#φ?·分別為所述不確 定原料入口流率的隨機(jī)概率密度函數(shù)的逆函數(shù)、所述芳烴產(chǎn)品流率的隨機(jī)概率密度函數(shù)的 逆函數(shù)、所述回流比的隨機(jī)概率密度函數(shù)的逆函數(shù)和所述溶劑比的隨機(jī)概率密度函數(shù)的逆 函數(shù)；
[0031] 其中所述 X 二[洛]^，豆">.，〇^，0￥]，所述￥=[(^，(^]，所述1^=[/^,/?/)- _,57^]，所 述 U=[FR，F(xiàn)S]，所述心=[/;.,Π ;
[0032] 所述不確定原料入口流率的隨機(jī)概率密度函數(shù)為= ?右， 所述芳烴產(chǎn)品流率的隨機(jī)概率密度函數(shù)為Φ..(/ν )- > [V;-丨-f Λ.Ο必，所述回流比 y - .上 J-co ^ iT>T)i 胃，所述溶劑比的隨機(jī)概率 -eg 密度函數(shù)為
[0033] 優(yōu)選的，還包括：
[0034]建立單元，用于建立不確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型，所述不確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型包括:不 確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu)化函數(shù)和所述不確定經(jīng)濟(jì)優(yōu)化函數(shù)的約束條件；
[0035] 構(gòu)造單元，用于分別構(gòu)造所述不確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型中不確定原料入口流率、芳 烴產(chǎn)品流率、回流比和溶劑比的隨機(jī)概率密度函數(shù)；
[0036]轉(zhuǎn)換單元，用于基于所述不確定原料入口流率的隨機(jī)概率密度函數(shù)、所述芳烴產(chǎn) 品流率的隨機(jī)概率密度函數(shù)、所述回流比的隨機(jī)概率密度函數(shù)和所述溶劑比的隨機(jī)概率密 度函數(shù)，將所述不確定性經(jīng)濟(jì)優(yōu)化模型轉(zhuǎn)換為