精馏塔平衡态参数估计方法技术

本申请涉及一种精馏塔平衡态参数估计方法

【技术实现步骤摘要】
精馏塔平衡态参数估计方法、设备及存储介质


[0001]本申请涉及工业智能控制领域，尤其是针对二元精馏塔系统，在变负荷即多重干扰工业场景下，为实现精馏塔液位精确控制，估计精馏塔平衡态的一种精馏塔平衡态参数估计方法
、
设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]精馏塔广泛用于化工产品的分离；二元精馏塔用于实现两种化工产品混合物的分离，可分别在塔顶和
(
或
)
塔底获得分离后的化工产品
。
精馏塔操作的目标是，在满足产品分离质量的同时，尽可能实现高负荷的
、
低能耗的连续生产
。
平衡态参数，是指精馏塔稳定操作时，确定的一组特定工艺参数，包括进料量
、
采出量
、
回流量
、
输入的热量
、
冷却量等
。
[0003]理论上，在精馏塔生产负荷的范围内，存在多个，或者无限多个平衡态
。
但由于精馏塔系统中的回流罐和塔釜都可以存留液体，具有缓冲能力，因此精馏塔在短期运行可以不处于平衡态
。
但从长期时间平均的角度看，精馏塔的各项参数仍然需要满足平衡态要求
。
[0004]其次，精馏塔处于生产过程的中间环节，受上下游其他装置的约束，其生产负荷
(
即加工混合物产品的量
)
，常常处于变化之中
。
因而生产负荷存在不可避免的波动
。
在生产负荷波动的情况下，其平衡态参数也会波动，形成多重扰动，这使得精馏塔控制器的设计变得更具挑战，为实现有效控制，平衡态参数的估计，变得困难而重要
。
[0005]本专利技术旨在解决在变负荷扰动情况下，精确估计精馏塔平衡态参数，进而实现精馏塔液位控制
。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题或者至少部分地提高精馏塔平衡态参数的估计精度等问题，本申请提供了一种精馏塔平衡态参数估计方法
、
设备及存储介质
。
[0007]第一方面，本申请提供了一种精馏塔平衡态参数估计方法，所述精馏塔平衡态参数估计方法，包括：
[0008]获取精馏塔的采出累计数据，按照预先确定的积分时间，估计精馏塔的进料数据平衡态参数；所述采出累计数据包括塔底采出数据和塔顶采出数据的累计数据；所述进料数据平衡态参数用于控制精馏塔的塔釜液位；和
/
或，
[0009]采集当前的塔底加热蒸汽数据和塔底采出数据，按照预先确定的回流平衡态线性模型和所述回流平衡态线性模型的关联关系参数，估计精馏塔的回流数据平衡态参数；所述回流数据平衡态参数用于控制精馏塔的回流罐液位和塔釜液位
。
[0010]可选地，所述精馏塔平衡态参数估计方法，还包括：
[0011]获取液位控制的最大滞后时间和精馏塔控制器的控制时间；
[0012]比较所述液位控制的最大滞后时间和所述精馏塔控制器的控制时间的数值大小；
[0013]根据数值大小，确定所述积分时间
。
[0014]可选地，根据下式估计精馏塔的进料数据平衡态参数
F0：
[0015][0016]式中，
t
为积分时间，
D
为塔顶采出数据，
B
为塔底采出数据
。
[0017]可选地，在估计精馏塔的回流数据平衡态参数之前，还包括：
[0018]估计的精馏塔的回流平衡态初始参数；
[0019]根据所述进料数据的平衡态参数和所述回流平衡态初始参数，启动精馏塔液位控制器运行
。
[0020]可选地，所述回流平衡态线性模型的关联关系参数的确定方式为：
[0021]采集精馏塔的运行样本数据；所述运行样本数据包括回流数据
、
塔底加热蒸汽数据和塔底采出数据；
[0022]根据所述运行样本数据对预先确定的回流平衡态模型进行关联，获得所述关联关系参数；
[0023]所述回流平衡态线性模型如下：
[0024]R
＝
K1*Fv
‑
K2B
‑
C
[0025]式中，
R
为回流量，
K1为塔底加热蒸汽数据的比例系数，
K2为塔底采出数据的比例系数，
C
为常量
。
[0026]可选地，采用下述方式估计所述回流平衡态初始参数：
[0027]根据预先确定的平衡态评定准则，对精馏塔进行试验，获得试验样本数据；
[0028]根据所述试验样本数据，确定塔底加热蒸汽数据和回流数据的线性关联关系；
[0029]根据塔底加热蒸汽数据和回流数据的线性关联关系，估计所述回流平衡态初始参数
。
[0030]可选地，所述精馏塔平衡态参数估计方法，还包括：
[0031]根据介质
、
回流数据和塔顶采出数据之间的物质守恒关系
、
塔底采出数据和塔顶采出数据之间的比例关系
、
塔底加热蒸汽气的汽化潜热和介质汽化潜热之间比例关系
、
进料温度和塔底采出温度的温度差
、
介质的热容和介质汽化潜热的比例关系以及塔底采出数据和塔顶采出数据之间的比例关系，简化回流数据
、
塔顶采出数据和塔底采出数据之间的热量平衡关系，获得回流平衡态初始模型；
[0032]根据所述塔底采出数据和塔顶采出数据之间的比例关系，简化所述回流平衡态初始模型，获得塔底加热蒸汽数据和回流数据的线性关联关系
。
[0033]可选地，所述平衡态评定准则包括：在任意值的塔底加热蒸汽数据和塔顶采出数据下，回流罐液位维持不变，则回流罐液位处于平衡态
。
[0034]第二方面，本申请提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器
、
处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；
[0035]所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述精馏塔平衡态参数估计方法的步骤
。
[0036]第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有精馏塔平衡态参数估计程序；
[0037]所述精馏塔平衡态参数估计程序被处理器执行时实现如上任一项所述精馏塔平
衡态参数估计方法的步骤
。
[0038]本申请提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0039]本申请通过获取精馏塔的采出累计数据，按照预先确定的积分时间，估计精馏塔的进料数据平衡态参数；和
/
或，根据采集当前的塔底加热蒸汽数据和塔底采出数据，按照预先确定的回流平衡态线性模型和所述回流平衡态线性模型的关联关系参数，估计精馏塔的回流数据平衡态参数，有效提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种精馏塔平衡态参数估计方法，其特征在于，所述精馏塔平衡态参数估计方法，包括：获取精馏塔的采出累计数据，按照预先确定的积分时间，估计精馏塔的进料数据平衡态参数；所述采出累计数据包括塔底采出数据和塔顶采出数据的累计数据；所述进料数据平衡态参数用于控制精馏塔的塔釜液位；和
/
或，采集当前的塔底加热蒸汽数据和塔底采出数据，按照预先确定的回流平衡态线性模型和所述回流平衡态线性模型的关联关系参数，估计精馏塔的回流数据平衡态参数；所述回流数据平衡态参数用于控制精馏塔的回流罐液位和塔釜液位
。2.
根据权利要求1所述的精馏塔平衡态参数估计方法，其特征在于，所述精馏塔平衡态参数估计方法，还包括：获取液位控制的最大滞后时间和精馏塔控制器的控制时间；比较所述液位控制的最大滞后时间和所述精馏塔控制器的控制时间的数值大小；根据数值大小，确定所述积分时间
。3.
根据权利要求1所述的精馏塔平衡态参数估计方法，其特征在于，根据下式估计精馏塔的进料数据平衡态参数
F0：式中，
t
为积分时间，
D
为塔顶采出数据，
B
为塔底采出数据
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的精馏塔平衡态参数估计方法，其特征在于，在估计精馏塔的回流数据平衡态参数之前，还包括：估计的精馏塔的回流平衡态初始参数；根据所述进料数据的平衡态参数和所述回流平衡态初始参数，启动精馏塔液位控制器运行
。5.
根据权利要求4所述的精馏塔平衡态参数估计方法，其特征在于，所述回流平衡态线性模型的关联关系参数的确定方式为：采集精馏塔的运行样本数据；所述运行样本数据包括回流数据
、
塔底加热蒸汽数据和塔底采出数据；根据所述运行样本数据对预先确定的回流平衡态模型进行关联，获得所述关联关系参数；所述回流平衡态线性模型如下：
R
＝
K1*Fv
‑
K2B
‑
C
式中，
K1为塔底加热蒸汽数据的比例系数，

【专利技术属性】
技术研发人员：陆冬云，魏以峰，肖炘，闵文伟，聂亚玲，聂增来，朱闽，谢智勇，陈凌霄，李治水，赵赛，董福存，李鑫，
申请(专利权)人：天津渤化永利化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：