一种乙烯装置急冷系统的优化方法
本发明公开了一种乙烯装置急冷系统的优化方法，包括以下步骤：根据乙烯装置急冷系统以及相应的工艺设计参数建立乙烯装置急冷系统模型；获取模拟计算的裂解气，并确定裂解气的真实组分以及组分分率；基于计算得到的裂解气真实组分以及组分分率运行乙烯装置急冷系统模型进行流程模拟，获取操作参数；针对操作参数进行多目标优化，获取最优操作参数；根据获取到的最优操作参数优化乙烯装置急冷系统。
发明专利
CN202410450688.7
2024-04-14
CN118325639A
2024-07-11
C10G9/00(2006.01)
华东理工大学
杜文莉;叶贞成;赵亮;徐海峰;段兆阳;钱锋
200237 上海市徐汇区梅陇路130号
上海专利商标事务所有限公司
施浩
上海;31
1.一种乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S1：根据乙烯装置急冷系统以及相应的工艺设计参数建立乙烯装置急冷系统模型； 步骤S2：获取模拟计算的裂解气，并确定裂解气的真实组分以及组分分率； 步骤S3：基于计算得到的裂解气真实组分以及组分分率运行乙烯装置急冷系统模型进行流程模拟，获取操作参数； 步骤S4：针对操作参数进行多目标优化，获取最优操作参数； 步骤S5：根据获取到的最优操作参数优化乙烯装置急冷系统。 2.根据权利要求1所述的乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，所述裂解气包含多种馏分，所述乙烯装置急冷系统的优化方法采用真实组分法对裂解气中的馏分进行简化代替，从而得到裂解气的真实组分；其中，所述乙烯装置急冷系统的优化方法采用真实组分法确定裂解气的真实组分时，根据裂解气中各主要馏分的沸点设置对应的切割组分宽度，然后根据各主要馏分的切割组分宽度将裂解气中的主要馏分切割为一系列窄馏分，最后为切割后的窄馏分选取相匹配的真实组分，从而得到由一系列真实组分构成的裂解气来进行后续的流程模拟。 3.根据权利要求2所述的乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，所述乙烯装置急冷系统的优化方法在为各窄馏分选取相匹配的真实组分时，根据各窄馏分的碳数递增顺序依次为各窄馏分选取与其碳数、沸点以及结构族相匹配的真实组分来进行替代，以此确定进行后续流程模拟的裂解气的真实组分。 4.根据权利要求3所述的乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，所述乙烯装置急冷系统的优化方法确定好裂解气的真实组分后，基于裂解气中的馏分摩尔分率来计算初始的裂解气组分分率，然后采用焓值校正法来对裂解气组分分率进行迭代校正，从而得到准确的裂解气组分分率；其中，所述乙烯装置急冷系统的优化方法在对裂解气的组分分率进行焓值校正时，基于实际测量值对裂解气组分分率进行迭代校正，从而得到近似于实际测量值的裂解气组分分率。 5.根据权利要求4所述的乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，所述乙烯装置急冷系统的优化方法对裂解气组分分率进行焓值校正时，采用连续最小二乘算法来迭代校正裂解气的组分分率，从而得到近似于实际测量值的裂解气组分分率，包括以下步骤： 步骤C1：计算各真实组分的摩尔分率初始值，得到初始的裂解气组分； 步骤C2：定义约束条件和迭代中止条件； 步骤C3：构建二次近似模型的目标函数； 步骤C4：基于构建的二次近似模型目标函数以及对应的约束条件和迭代中止条件对裂解气焓值进行迭代校正，从而获取近似于实际测量值的裂解气组分分率。 6.根据权利要求5所述的乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，步骤C1中，基于真实裂解气馏分摩尔分率来依次估算各真实组分的摩尔分率初始值，从而完成裂解气组分的初始化。 7.根据权利要求5所述的乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，步骤C3中，基于实际测量值来构建二次近似模型的目标函数，然后通过二次近似模型目标函数来对裂解气焓值进行多次逼近，以此得到近似于实际测量值的裂解气焓值，进而得到最终的裂解气组分含量。 8.根据权利要求1所述的乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，所述乙烯装置急冷系统的优化方法确定好裂解气的真实组分和组分分率后，基于乙烯装置急冷系统建立多个目标优化模型，通过建立的多个目标优化模型确定多个优化目标，然后基于确定的优化目标对获进行多目标优化，从而获取最优操作参数；其中，所述目标优化模型包括能量利用效率模型、利润模型和温室气体排放模型。 9.根据权利要求4所述的乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，所述乙烯装置急冷系统的优化方法采用C-MOEA/D算法进行多目标优化，包括以下步骤： 步骤D1：初始化种群，并设置各优化目标的权重向量； 步骤D2：将多目标优化问题分解为多个子问题，并分配权重向量； 步骤D3：评价种群个体适应度，并对种群个体进行分配，得到各子问题的初始解集； 步骤D4：对种群个体进行交叉和变异，生成新的种群个体； 步骤D5：基于各子问题对应的权重向量对现有的种群个体以及新的种群个体进行评估，并更新各子问题的解集。 10.根据权利要求9所述的乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，步骤D1中，根据构建的能量利用效率模型、利润模型和温室气体排放模型来定义目标函数，然后基于定义的目标函数设定利润最大化、能量利用效率能耗和温室气体排放最小化作为优化目标，并设置对应的权重向量。 11.根据权利要求9所述的乙烯装置急冷系统的优化方法，其特征在于，步骤D5中，采用PBI方法分别计算各种群个体的现有解和候选解与对应的权重向量之间的距离，然后根据计算得到的距离来评估现有解和候选解的性能，从而判断是否更新对应的种群个体；其中， 若现有解与权重向量之间的距离大于候选解与权重向量之间的距离，则不更新对应的种群个体； 若现有解与权重向量之间的距离大于候选解与权重向量之间的距离，则将对应的种群个体更新为候选解。 12.一种存储有计算机程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述计算机程序代码在由处理器执行时实现如权利要求1-11任一项所述的方法。 13.一种乙烯装置急冷系统的优化装置，其特征在于，包括： 存储器，用于存储可由处理器执行的指令；以及 处理器，用于执行所述指令以实现如权利要求1-11任一项所述的方法。