【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中控系统，具体地，涉及一种用于精馏设备的中控系统及方法。
技术介绍
1、精馏是采用回流的工程手段，使挥发度不同的组分的混合液反复地进行部分汽化和部分冷凝，实现多次的易挥发组分和难挥发组分等摩尔反向扩散传质过程，从而使料液分离为高成分产品的单元操作过程。精馏在精馏装置中进行，精馏装置由精馏塔、冷凝器和再沸器等精馏设备组成。
2、精馏设备过程控制最基本和最重要的目标是使塔的产品质量符合规定要求，因此以产品的成分检测直接用作质量控制的被控变量，是最直接、最理想的方案，成分分析的主要手段是利用在线工业色谱来实现，由于在线色谱存在着可靠性相对性较差、测量过程滞后大、通用性等不足之处，使得直接产品成分质量控制难以满足实时控制的要求，因此现有精馏设备中控系统通常采用间接质量指标，如以塔顶或者塔底的温度作为间接质量指标来反映产品情况，但上述方式预测产品成分的误差较大，同时也无法根据间接质量指标来反馈控制精馏设备的各项参数。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种用于精馏设备的中控系统，所述系统包括：
2、线性参数单元：包括多个节点，多个所述节点均用于采集所述精馏设备的线性参数，多个所述节点的位置呈线性分布；
3、非线性参数单元：构建所述精馏设备的第一方程组，基于每个节点的所述线性参数和所述第一方程组，获得每个节点的非线性参数；
4、特征量单元：基于每个节点的所述线性参数和所述非线性参数，采用预设公式计算得
5、特征量-时间单元：构建以时间为横坐标，特征量为纵坐标的特征量-时间坐标图，对所述特征量-时间坐标图中的所有数据进行拟合处理得到第一函数，所述第一函数用于表示每个节点的特征量与时间的关系；
6、第一预测单元：获取所述精馏塔的塔顶节点和塔顶产品的第一产出时间，基于所述塔顶节点，获取对应的第一函数，基于所述第一函数及所述第一产出时间，获取所述塔顶节点的第一特征量，基于所述第一特征量，预测得到所述塔顶产品的第一质量指数；
7、第二预测单元：获取所述精馏塔的塔底节点和塔底产品的第二产出时间，基于所述塔底节点，获取对应的第一函数，基于所述第一函数及所述第二产出时间，获取所述塔底节点的第二特征量，基于所述第二特征量，预测得到所述塔底产品的第二质量指数；
8、塔顶产品检测单元：采用在线工业色谱方式对所述塔顶产品进行检测，得到所述塔顶产品的第三质量指数；
9、塔底产品检测单元：采用在线工业色谱方式对所述塔底产品进行检测，得到所述塔底产品的第四质量指数；
10、第一优化单元：基于所述第一质量指数及所述第三质量指数，对所述第一预测单元进行优化；
11、第二优化单元：基于所述第二质量指数及所述第四质量指数，对所述第二预测单元进行优化。
12、本专利技术是通过以下技术方案来实现的： 本专利技术通过精馏设备的多个节点的特征量来间接推断产品成分，首先获取每个节点的线性参数也就是静态参数，然后构建精馏设备的第一方程组（mesh方程），该第一方程组为精馏系统的动态方程，通过第一方程组获取精馏设备的暂态参数（即非线性参数），然后采用预设公式计算每个节点的特征量，再针对每个节点构建特征量-时间单元，由于特征量包含了非线性参数，因此每个节点的特征量是随着时间动态变化的，然后对特征量-时间单元中的所有数据进行拟合处理，也就是通过曲线拟合的方式寻找一条曲线，使求得的第一函数（逼近函数）既能反映数据的总体分布，又不至于出现局部较大的波动，通过第一函数表示每个节点特征量与时间的关系。
13、然后通过第一预测单元和第二预测单元分别对塔顶和塔底的产品质量进行预测，具体是通过获取塔顶节点产品的第一产出时间，基于第一函数和第一产出时间，来预测第一产出时间的特征量，通过预测得到的第一特征量，来预测塔顶产品的第一质量指数，同理，也可通过第二预测单元预测得到塔底产品的第二质量指数。塔顶产品检测单元采用在线工业色谱方式对塔顶产品进行检测，得到塔顶产品的第三质量指数，第一优化单元再基于第一质量指数和第三质量指数，对第一预测单元进行优化，同理，通过塔底产品检测单元检测得到塔底产品的第四质量指数，第二优化单元基于第二质量指数和第四质量指数，对第二预测单元进行优化。
14、本专利技术通过预测塔顶产品或者塔底产品的特征量，通过特征量来间接推断产品成分，并且通过工业色谱对产品进行成分在线检测得到的结果对预测单元进行优化，相较于通过温度等单一间接质量指标来预测产品成分，本专利技术的特征量包含了若干线性参数和非线性参数，通过特征量来预测产品成分的准确性更高，同时根据实际检测得到产品成分，对检测单元进行优化，从而进一步提高预测塔顶或者塔底产品成分的准确性。
15、进一步地，所述系统还包括特征量-高度单元，用于获取每个节点的安装高度，构建预设时刻下节点安装高度为横坐标，特征量为纵坐标的特征量-高度坐标图，对所述特征量-高度坐标图中的所有数据进行拟合处理得到第二函数，所述第二函数用于表示所有节点安装高度与特征量的关系。
16、其中，由于特征量是包含了若干线性参数和非线性参数，所以特征量也是动态变化的，对于特征量的研究需要通过暂态参数来体现，同时由于塔顶产品和塔底产品又属于同一个精馏系统，所以塔顶产品的质量指数和塔底产品的质量指数也是相互影响的，因此通过构建特征量-高度单元，通过构建预设时刻下的特征量-高度坐标图，对坐标图中的所有数据进行拟合得到第二函数，通过节点安装高度和第二函数，可以得到该预设时刻下节点安装高度下的特征量。
17、进一步地，获取所述塔顶节点的第一安装高度和所述塔底节点的第二安装高度，基于所述第一安装高度和所述第二函数，获取所述塔顶节点的第三特征量，基于所述第二安装高度和所述第二函数，获取所述塔底节点的第四特征量。
18、其中，塔顶节点的安装高度为第一安装高度，塔底节点的安装高度为第二安装高度，基于第二函数和第一安装高度，获取预设时刻下（塔顶产品产出时刻）塔顶节点的第三特征量，基于第二函数和第二安装高度，获取预设时刻下（塔底产品产出时刻）塔底节点的第四特征量。
19、进一步地，获取多个时刻下的所述特征量-高度坐标图，基于所有特征量-高度坐标图、所述第一安装高度及所述第二安装高度，获得多组塔顶节点的第三特征量及塔底节点的第四特征量得到第一结果，基于所述第一结果，构建横坐标为所述第三特征量，纵坐标为所述第四特征量的塔顶产品质量-塔底产品质量坐标图，对所述塔顶产品质量-塔底产品质量坐标图的所有数据进行拟合得到第三函数，所述第三函数表示所述塔顶产品质量与所述塔底产品质量的关系。
20、其中，通过特征量-高度坐标图和节点的安装高度，可以获取预设时刻下节点对应的特征量，在此基础上，获取多个时刻下的特征量-高度坐标图，基于塔顶节点的第一安装高度和塔底节点的第二安装高度，在多个特征量-高度坐标图中，获取多个时刻下多组塔顶节点的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于精馏设备的中控系统，所述精馏设备包括精馏塔、再沸器和冷凝器，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，所述系统还包括特征量-高度单元，用于获取每个节点的安装高度，构建预设时刻下节点安装高度为横坐标，特征量为纵坐标的特征量-高度坐标图，对所述特征量-高度坐标图中的所有数据进行拟合处理得到第二函数，所述第二函数用于表示所有节点安装高度与特征量的关系。
3.根据权利要求2所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，获取所述塔顶节点的第一安装高度和所述塔底节点的第二安装高度，基于所述第一安装高度和所述第二函数，获取所述塔顶节点的第三特征量，基于所述第二安装高度和所述第二函数，获取所述塔底节点的第四特征量。
4.根据权利要求3所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，获取多个时刻下的所述特征量-高度坐标图，基于所有特征量-高度坐标图、所述第一安装高度及所述第二安装高度，获得多组塔顶节点的第三特征量及塔底节点的第四特征量得到第一结果，基于所述第一结果，构建横坐标为所述第三特征量，纵坐标为所
5.根据权利要求4所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，所述系统还包括第三预测单元，用于基于所述第一预测单元，获取所述塔顶产品的所述第一特征量及所述第一质量指数，基于所述第一特征量及所述第三函数，获取所述塔底节点的所述第四特征量，基于所述第四特征量，预测得到所述塔底产品的第五质量指数；基于所述第二预测单元，获取所述塔底产品的所述第二特征量及所述第二质量指数，基于所述第二特征量及所述第三函数，获取所述塔顶节点的所述第三特征量，基于第三特征量，预测得到所述塔顶产品的第六质量指数。
6.根据权利要求5所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，所述系统还包括第三优化单元，用于基于所述第二预测单元，获得所述第二质量指数，基于所述第二质量指数和所述第五质量指数，对所述第二预测单元进行优化；基于所述第一预测单元，获得所述第一质量指数，基于所述第一质量指数和所述第六质量指数，对所述第一预测单元进行优化。
7.根据权利要求1所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，所述第一方程组具体为：物料平衡方程、相平衡方程、组分分率归一化方程及热平衡方程。
8.根据权利要求1所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，所述预设公式具体为：
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，质量指数为产品成分数据。
10.一种用于精馏设备的中控方法，所述精馏设备包括精馏塔、再沸器和冷凝器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于精馏设备的中控系统，所述精馏设备包括精馏塔、再沸器和冷凝器，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，所述系统还包括特征量-高度单元，用于获取每个节点的安装高度，构建预设时刻下节点安装高度为横坐标，特征量为纵坐标的特征量-高度坐标图，对所述特征量-高度坐标图中的所有数据进行拟合处理得到第二函数，所述第二函数用于表示所有节点安装高度与特征量的关系。
3.根据权利要求2所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，获取所述塔顶节点的第一安装高度和所述塔底节点的第二安装高度，基于所述第一安装高度和所述第二函数，获取所述塔顶节点的第三特征量，基于所述第二安装高度和所述第二函数，获取所述塔底节点的第四特征量。
4.根据权利要求3所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，获取多个时刻下的所述特征量-高度坐标图，基于所有特征量-高度坐标图、所述第一安装高度及所述第二安装高度，获得多组塔顶节点的第三特征量及塔底节点的第四特征量得到第一结果，基于所述第一结果，构建横坐标为所述第三特征量，纵坐标为所述第四特征量的塔顶产品质量-塔底产品质量坐标图，对所述塔顶产品质量-塔底产品质量坐标图的所有数据进行拟合得到第三函数，所述第三函数表示所述塔顶产品质量与所述塔底产品质量的关系。
5.根据权利要求4所述的一种用于精馏设备的中控系统，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：何休，蒋海民，钟建，
申请(专利权)人：四川宝汉丰环保材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。