基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112364512A(43)申请公布日2021.02.12(21)申请号202011270063.0(22)申请日2020.11.13(71)申请人华东理工大学地址200237上海市徐汇区梅陇路130号(72)发明人杜文莉钱锋赵亮周钊(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人陶玉龙陆嘉(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06Q10/04(2012.01)G06Q30/02(2012.01)G06Q50/04(2012.01)G06F111/04(2020.01)权利要求书2页说明书11页附图2页(54)发明名称基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法(57)摘要本发明涉及乙烯裂解炉领域，更具体的说，涉及一种基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法。本发明提出的基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法，包括以下步骤：S1、采集各裂解炉实时进料负荷数据；S2、以产品效益及约束违反度构建目标函数，建立裂解炉负荷优化模型；S3、以最大化产品效益以及最小化约束违反度为目标，采用鲍威尔搜索算法在裂解炉进料量的负荷范围内搜索，确定最优进料量。本发明方法合理可靠，简单易行，对于多裂解炉负荷协调优化十分有效，且该方法适应性及移植性较好，适合推广使用。CN112364512ACN112364512A权利要求书1/2页1.一种基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集各裂解炉实时进料负荷数据；S2、以产品效益及约束违反度构建目标函数，建立裂解炉负荷优化模型；S3、以最大化产品效益以及最小化约束违反度为目标，采用鲍威尔搜索算法在裂解炉进料量的负荷范围内搜索，确定最优进料量。2.根据权利要求1所述的基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括以下步骤：S11、采集各裂解炉的进料量、蒸汽用量、燃料气消耗量和超高压蒸汽发汽量；S12、计算产品收率和裂解炉汽烃比。3.根据权利要求1所述的基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括以下步骤：S21、根据各裂解炉进料量、蒸汽用量、燃料气消耗量、超高压蒸汽发汽量和产品收率，以实际效益与消耗成本的产品值的价格差构建负效益函数；S22、根据裂解炉进料总负荷上限、各裂解气总负荷上限以及各精馏塔关键组份处理负荷，构建违反度约束函数；S23、建立裂解炉负荷优化模型如下所示：T其中，f(x)为负效益函数，g(x)为约束违反度函数，x＝(x1,x2,…,xn)表示各裂解炉当前进料量，n表示当前需优化的裂解炉个数，m为约束个数。4.根据权利要求3所述的基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法，其特征在于，所述步骤S2的负效益函数为：TTf(x)＝-1*(O*P1-U*P2)；TT其中，O表示要计算效益的产品产量，P1表示各种计算效益的产品对应的价格，U表示要计算消耗成本的消耗量，P2表示各种消耗成本的产品对应的价格。5.根据权利要求4所述的基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，计算效益的产品产量，包括：氢气产量、乙烯产量、丙烯产量、异丁烯产量、苯产量、甲烷产量、乙炔产量、乙烷产量、丙烷产量和C4-C17产量；计算消耗成本的消耗量，包括：各裂解炉进料量、蒸汽用量、燃料气消耗量和SS发汽量。6.根据权利要求3所述的基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，约束违反度函数，根据裂解炉当前产出产品产量与精馏塔所能处理的相应最大负荷的值计算得到，约束违反度函数为：(i)(i)gi(x)＝Lout-LIn；其中，Lout表示裂解炉当前产出产品的产量，LIn表示全流程中精馏塔所能处理的对应最大负荷的值。7.根据权利要求6所述的基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，裂解炉当前产出产品产量包括：乙烯产量、丙烯产量、乙烷产量、丙烷产2CN112364512A权利要求书2/2页量、异丁烷产量、反式二丁烯产量与12环戊二烯产量。8.根据权利要求3所述的基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，乙烯裂解炉负荷优化模型通过广义乘子算法转化为广义乘子效益方程：式中，γk表示罚子项，为乘子项。9.根据权利要求1所述的基于鲍威尔搜索算法的乙烯裂解炉负荷优化方法，其特征在于，所述步骤S3中，鲍威尔搜索算法进一步包括以下步骤：S31、以当前各裂解炉进料量为初始数据点，选取n个线性无关的初始搜索方向，计算每一个搜索方向下的产品效益；S32、计算完初始方向下的各产品效益后，将搜索方向调整为上一搜索方向中所得到的最