本发明涉及乙苯制备,特别涉及一种乙苯合成装置的智能优化控制方法及系统。
背景技术:
1、乙苯是一种重要的有机化工原料,主要用于生产苯乙烯,进而用于制造聚苯乙烯、abs树脂等高分子材料,而乙苯合成装置即用于生产乙苯的工业设施,其主要包括烷基化反应器、原料供给系统、分离系统、催化剂再生或回收系统以及控制系统等,其中烷基化反应器为乙苯合成装置的核心设备,原料苯以及乙烯会添加到反应器内部,经过加热并在催化剂作用下发生反应生成乙苯,而在一些大型工厂中,一般都会设置有多套烷基化反应器,这些烷基化反应器采取串联或者并联的方式,烷基化反应器串联的方式可以使原料在多个反应器中流动,提高产率以及转化率,而并联的方式可以提高总生产能力,增加操作灵活性以及维护方便性。
2、目前工厂中并联设置的多套烷基化反应器在长期使用中,由于加热温度差异、反应时间不同,造成设备不同程度的老化,致使每个烷基化反应器进行乙苯合成时的合成速率、产量以及能耗等各不相同,当多套烷基化反应器同时进行乙苯合成时,并不会基于烷基化反应器的状态进行输入原料的智能优化,大多依据人工经验,从而出现合成速率较慢、产量较低以及能耗较高的情况,并且在进行乙苯合成时,大多不会考虑到厂家对乙苯的产量或者产出速度的要求,从而影响到厂家的乙苯供给。
技术实现思路
1、鉴以此,本发明提出一种乙苯合成装置的智能优化控制方法及系统,可以确定多套并联设置的烷基化反应器的最优原料份数,以满足厂家对乙苯合成的需求。
2、本发明的技术方案是这样实现的:
3、一种乙苯合成装置的智能优化控制方法,包括以下步骤:
4、s1、查询多套并联设置的烷基化反应器;
5、s2、获取每个烷基化反应器所能接收的原料上下限;
6、s3、以原料上下限为限制填充原料份数到烷基化反应器中,形成若干套含有不同原料份数的烷基化反应器组合,并输出为初始组合;
7、s4、获取乙苯合成需求,并将乙苯合成需求转化成优化目标;
8、s5、采用灰狼优化算法基于优化目标对初始组合进行处理,并获得最优组合;
9、s6、按照最优组合将原料输送到对应的烷基化反应器中进行乙苯合成。
10、优选的,所述步骤s1的具体步骤为:从工厂管理系统中查询处于使用中的烷基化反应器,并确定烷基化反应器的连接方式,通过连接方式确定多套并联连接的烷基化反应器。
11、优选的,所述步骤s2的具体步骤为:
12、s21、获取烷基化反应器的历史使用数据,所述历史使用数据包括反应时长、反应温度、反应压力、传热效率;
13、s22、通过历史使用数据对神经网络进行训练,并测试得到训练完成的神经网络;
14、s23、将并联设置的烷基化反应器的完整使用数据输入到训练完成的神经网络中进行处理,并获得烷基化反应器所能接收的原料上下限。
15、优选的,所述步骤s3的具体步骤为:
16、s31、确定原料份数增减间隔;
17、s32、基于原料份数增减间隔以及原料上下限确定每个烷基化反应器可以填充的多组原料份数;
18、s33、将带有原料份数的烷基化反应器进行随机排列组合,输出为初始组合后进行筛选剔除。
19、优选的,所述步骤s33中进行筛选剔除的具体步骤为:确定原料总量,计算每个初始组合中所有烷基化反应器的原料份数总和,将原料份数总和不等于原料总量的初始组合剔除。
20、优选的,所述步骤s4的具体步骤为:
21、s41、确定当前乙苯合成是否有时间要求,若有时间要求时,将产出速度输出为优化目标;
22、s42、确定当前乙苯合成是否有排放要求,若有排放要求时,将对环境的影响输出为优化目标;
23、s43、若当前乙苯合成没有时间要求以及排放要求时,将生产成本输出为优化目标。
24、优选的,所述步骤s5的具体步骤为:
25、s51、初始化灰狼种群以及迭代次数;
26、s52、随机选取一个初始组合,基于优化目标计算灰狼的适应度值;
27、s53、选取另一个初始组合,并计算灰狼的适应度值后,与前次计算的适应度值进行比较,保留适应度值较大的初始组合;
28、s54、进行迭代计算,将适应度值最大的初始组合输出为最优组合。
29、优选的,所述迭代次数为初始组合的数量。
30、一种乙苯合成装置的智能优化控制系统,包括:
31、设备查询单元,用于查询多套并联设置的烷基化反应器;
32、原料上下限获取单元,用于获取每个烷基化反应器所能接收的原料上下限;
33、组合单元,用于以原料上下限为限制填充原料份数到烷基化反应器中,形成若干套含有不同原料份数的烷基化反应器组合,并输出为初始组合;
34、需求获取单元,用于获取乙苯合成需求,并将乙苯合成需求转化成优化目标;
35、智能优化单元,用于采用灰狼优化算法基于优化目标对初始组合进行处理,并获得最优组合;
36、输送单元,用于按照最优组合将原料输送到对应的烷基化反应器中进行乙苯合成;
37、所述设备查询单元、原料上下限获取单元、组合单元、智能优化单元以及输送单元依次数据连接,所述需求获取单元与智能优化单元数据连接。
38、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
39、本发明提供了一种乙苯合成装置的智能优化控制方法及系统,获取生产厂家中的多套并联设置的烷基化反应器的原料上下限后,确定每个烷基化反应器中可以接收的原料份数,然后将不同的烷基化反应器进行随机组合,可以获得多个初始组合,每个初始组合中含有并联设置的多套烷基化反应器,不同的初始组合中的烷基化反应器的原料份数不同,而后可以获取厂家的乙苯合成需求,将乙苯合成需求转化成优化目标后,采用灰狼优化算法基于优化目标对初始组合进行寻优,并获得最优组合,而基于最优组合中的烷基化反应器的原料份数进行乙苯合成时,可以最大限度的满足厂家的乙苯合成需求,实现乙苯合成的智能优化控制。
1.一种乙苯合成装置的智能优化控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种乙苯合成装置的智能优化控制方法,其特征在于,所述步骤s1的具体步骤为:从工厂管理系统中查询处于使用中的烷基化反应器,并确定烷基化反应器的连接方式,通过连接方式确定多套并联连接的烷基化反应器。
3.根据权利要求1所述的一种乙苯合成装置的智能优化控制方法,其特征在于,所述步骤s2的具体步骤为:
4.根据权利要求1所述的一种乙苯合成装置的智能优化控制方法,其特征在于,所述步骤s3的具体步骤为:
5.根据权利要求4所述的一种乙苯合成装置的智能优化控制方法,其特征在于,所述步骤s33中进行筛选剔除的具体步骤为:确定原料总量,计算每个初始组合中所有烷基化反应器的原料份数总和,将原料份数总和不等于原料总量的初始组合剔除。
6.根据权利要求1所述的一种乙苯合成装置的智能优化控制方法,其特征在于,所述步骤s4的具体步骤为:
7.根据权利要求1所述的一种乙苯合成装置的智能优化控制方法,其特征在于,所述步骤s5的具体步骤为:
8.根据权利要求7所述的一种乙苯合成装置的智能优化控制方法,其特征在于,所述迭代次数为初始组合的数量。
9.一种应用权利要求1-8任一所述乙苯合成装置的智能优化控制方法的系统,其特征在于,包括:
