基于拉曼技术的汽油辛烷值测定系统设计

汽油辛烷值的实时检测对生产高品质的汽油及控制调和装置具有重要意义。针对传统辛烷值检测方法的不足,设计了基于拉曼分析技术的汽油调和过程中辛烷值的测定系统。系统由拉曼光谱检测、汽油拉曼光谱数据的预处理、汽油辛烷值预测模型组成。实践证明,该辛烷值测定系统能够准确检测调和过程中汽油辛烷值,并实时显示调和过程中汽油拉曼谱图。     

不确定条件下石化企业供应链计划优化

针对石化企业供应链计划层的不确定性,提出了一种多周期、多产品的计划优化模型。基于离散时间建模方法,利用模糊可能性方法将不确定性问题转化为确定性问题,建立了混合整数线性规划模型。同时采用模型预测控制思想,利用模型的动态属性为决策者提供了不同满意度下的决策序列。以某炼油企业供应链为实例,证明了本方法的有效性。     

侧反应与精馏集成过程的故障动态特性模拟研究

针对甲苯氯化侧反应与精馏集成生产过程,在对实际生产过程合理简化与假设基础上,研制了该生产过程含控制策略的动态模拟系统。在动态模拟系统中合理设置引起反应能力与分离能力不匹配故障因素,如反应器进料配比失调、回流量过低和塔釜加热量不足等过程扰动,进行故障动态仿真研究。分析在故障扰动下整个系统的故障动态特性,获得有效的故障数据,解决了在实际生产装置上无法进行故障实验研究获取系统故障信息的难题。     

基于全局正交配置的非线性预测控制算法

针对非线性预测控制(NMPC)在线优化计算量大这一关键问题,提出一种基于全局正交配置的非线性预测控制算法。该算法以高阶插值正交多项式为基函数同时配置优化时域内的状态变量和控制变量,将连续动态优化问题转化为非线性规划问题(NLP)求解。全局正交配置可以使用较少的配置点而获得较高的逼近精度,这样即使NMPC使用很长的优化时域,离散化后得到的NLP问题的规模也比较小,能够有效地降低在线优化计算量。最后,以连续聚合反应过程为例验证了算法的有效性。     

热定型过程能耗建模及PSO参数优化

热定型过程是印染工业中的主要耗能单元之一。首先,基于定型机的物理结构及工艺原理,依据换热平衡和牛顿热交换公式,推导出能耗与定型过程关键因素间的相互关联模型,即能耗模型。其次,在Matlab/Simulink软件中,对上述模型进行构建。最后,将能耗模型转化为能耗最小的优化问题,运用粒子群优化算法对其进行求解。现场工业数据的仿真研究表明：能耗模型符合现场工艺,粒子群优化结果已得到现场工程师的初步认可。     

一种新的多种群竞争粒子群优化算法及高密度聚乙烯装置操作优化

利用模糊C均值聚类对种群自适应划分,提出一种基于模糊C均值聚类的多群竞争粒子群优化算法。根据种群规模选择不同的寻优策略,规模大者采用标准粒子群算法寻优,规模小者在最优解邻域随机搜索,增大跳出局部最优概率。在每个聚类内部,个体相互通信,通过竞争学习分别找到各聚类种群的适应值,按照不同聚类的适应值排序,再把适应值小者向其邻近的适应值大者融合,通过种群间的竞争保证种群向最优解搜索。该算法避免陷入局部最优,提高了算法的全局搜索能力,通过标准函数验证了算法的有效性。最后,把提出的优化算法应用到高密度聚乙烯装置（HDPE）乙烯单体总消耗的优化操作,实际应用效果良好。     

基于非线性鲁棒连续回归的汽油干点软测量

针对RCR算法难以建立高精度的非线性软测量模型的问题,提出了一种径向基函数(radial basis function,RBF)与鲁棒连续回归(robust continuum regression,RCR)相结合的非线性RCR(nonlinear RCR,NLRCR)建模方法。该方法首先应用RBF将非线性样本数据映射到高维特征空间中,然后在高维特征空间中建立RCR线性回归模型。本文通过仿真实验,验证了方法的有效性。并将其应用于延迟焦化汽油干点的软测量建模中,获得了比RCR和RBF-PLS算法更高的预测精度。     

二次求解具有控制切换结构的动态优化问题

基于多级表述策略,提出了二次求解具有控制切换结构动态优化问题的数值方法。基于常用的优化方法获得初始控制结构。动态优化问题根据控制结构进行分级,每一级对应一个特定的控制弧段,进而将原问题表述为一个多级动态优化问题。基于控制向量参数化(CVP),多级动态优化问题转化为一个非线性规划(NLP)问题进行求解。控制参数和级长作为优化变量。基于Pontryagin极大值原理,构造多级伴随系统,进而获得NLP求解器所需的梯度信息。仿真实例验证了方法的有效性。     

基于仿射传播聚类的发酵过程建模

针对花生四烯酸(ARA)发酵过程复杂,机理模型表达不够准确以及单模型泛化能力弱的问题,提出采用基于仿射传播聚类的支持向量机(SVM)多模型建模算法进行该过程建模。该算法首先用仿射传播聚类(AP)算法对ARA样本数据进行聚类,再用SVM算法对各子类样本分别建立子模型。测试样本根据相似性的测度进行归类,并用所属子类的模型进行预测输出。ARA发酵过程的建模实验表明,与其他建模算法相比,基于仿射传播聚类的SVM多模型建模算法所建立的模型具有更高的回归精度和良好的泛化能力。     

基于代价敏感主动学习的氧化铝蒸发过程故障检测

针对氧化铝蒸发过程故障检测中标注者不切实际的假设和控制参数难以确定问题,提出改进的代价敏感主动学习方法。给出了代价敏感主动学习形式化描述和放松了标注者不切实际的假设。为了提高分类精度和减少标注代价,该方法结合粒子群优化和代价敏感主动学习。利用连续的粒子群优化代价敏感主动学习的控制参数,该参数用于最大化未标注样本的信息度和最小化标注代价。将所提出的方法应用于氧化铝蒸发过程故障检测,实验结果表明,该方法能正确地选择控制参数,有效地减少了误分类代价和标注代价,提高了故障检测率。     

炼油化工产业资源与能源的集成优化配置

在我国经济持续快速发展凸显资源和能源短缺的严峻形势下,剖析了传统观念和机制所导致的石油化工资源配置问题:宝贵的氢气、轻烃资源用作燃料、液化天然气和煤炭资源未能综合利用;并且在以石油为唯一原料的传统的“炼化一体化”的概念上提出了以煤、石油、天然气为资源和能源的新的“油气化一体化”概念,指出要继续加深以石油为原料的炼化一体化的深度,重视发展LNG产业链、碳一化工和煤炭多联产技术,实现炼化产业资源和能源的优化配置。     

石化园区厂际提纯回用氢气系统优化

石化园区化肥厂、乙烯厂等富氢气体送往炼油厂,能够缓解炼油厂的氢气亏缺,因而石化园区厂际氢气系统优化具有重要的意义.本文构建了石化园区厂际提纯回用氢气系统超结构模型,以年度化总费用为目标函数,建立优化的数学模型,使用商业优化软件GAMS平台建模,用DICOPT作为求解器.对某石化园区的氢气系统进行了优化,结果表明,总的年度化费用比现行的系统降低了33.1%.     

APS信息系统在芳烃抽提装置测算优化中的应用

以APS系统为例介绍了炼化企业在深入应用企业信息化成果以提高经济效益过程中的经验。首先运用中石油炼化物料优化与排产系统模型（APS系统）,以抚顺石化公司3月份生产计划为基础数据,对抚顺石化公司芳烃抽提装置生产排产的决策过程进行了科学测算,通过对2种方案的经济效益对比分析,最终得出了该装置的优化方案。验证了基于RPMS软件框架结构的APS系统是能够实现炼化企业生产计划需求、提升企业经济效益、实现整体效益最大化的信息化成功应用案例这一结论。     

中压加氢装置长周期运行影响因素及对策

中国石油抚顺石化公司石油三厂中压加氢装置因氢气供应不稳定;原料油携带的固体杂质含量高、储存时间过长与换热器结焦等因素,造成反应系统压差快速上升,氢油比下降,影响了装置长周期运转.通过稳定中压加氢装置氢气供应;并对上述影响装置长周期运行的因素进行了分析,提出了相应的解决对策,延缓了装置压差上升的速度.     

A decision tree based decomposition method for oil refinery scheduling

Refinery scheduling attracts increasing concerns in both academic and industrial communities in recent years. However, due to the complexity of refinery processes, little has been reported for success use in real world refineries. In academic studies, refinery scheduling is usually treated as an integrated, large-scale optimization problem, though such complex optimization problems are extremely difficult to solve. In this paper, we proposed a way to exploit the prior knowledge existing in refineries, and developed a decision making system to guide the scheduling process. For a real world fuel oil oriented refinery, ten adjusting process scales are predetermined. A C4.5 decision tree works based on the finished oil demand plan to classify the corresponding category (i.e. adjusting scale). Then, a specific sub-scheduling problem with respect to the determined adjusting scale is solved. The proposed strategy is demonstrated with a scheduling case originated from a real world refinery.     

加氢精制装置H2S污染问题解决方法

主要介绍加氢精制装置H2S产生途径及处理对策。加氢精制装置的H2S产生于正常生产过程和催化剂预硫化过程。结合装置的特点和多年积累的经验,对石油一厂石蜡加氢精制装置进行一系列改造,采用燃烧法、分离法、反应法、吸收法、隔离法等措施,对加氢精制装置产生的H2S予以处理,实现绿色环保和本质安全。     

膜分离技术研究与应用

石油化工生产过程中产生的炼油污水,含有多种污染物,对生态环境造成严重污染。膜分离作为一种工艺流程简单,处理效率高以及能耗低的技术,正日益受到广泛的关注。文章介绍了膜分离技术及其研究进展,分析了影响炼油污水处理效果的各种因素以及产生膜污染的主要原因及其处理措施,并展望了膜分离技术的发展趋势。     

A paraffin-fueled SOFC system design and integration

This paper addresses an integrated design of paraffin-reformer, gas separations and the electricity production with a solid oxide fuel cell (SOFC). The overall design consists of three modules. First module is a system of paraffin reformer. In this module, the paraffin feed stream is to send to a steam-reformer. In the second module, the gas separations method illustrated is the combination of a methane-permeable membrane with a pressure-swing adsorption (PSA). In the third module, the purified hydrogen is fed to the SOFC unit. To be energy efficient, this paraffin-fueled SOFC system is designed with the consideration of heat integration. The intent of this paper is to provide a possible, alternative way of cogeneration systems for refinery and petrochemical plants.     

基于装置级优化控制与厂级调度优化集成的过程模型方法

随着全球化市场竞争日趋激烈,炼油生产过程的系统工程方法引起学术界和工业界的普遍关注。由于炼油生产过程的复杂性,现有方法远未有效解决过程模型准确描述问题,直接导致系统工程应用效果欠佳;过程模型的准确描述成为阻碍过程系统工程成功应用的关键。从困扰过程模型准确描述的症结出发,提出了一种基于装置级优化控制与厂级调度优化集成策略的模型描述方法,意在打破当前装置级底层控制系统和上层过程系统工程应用相互孤立情况下带来的系统间互为排斥、相互抑制的困局。在炼油生产过程装置分类的基础上,基于装置级优化控制的操作运行大数据所蕴含的多个最优操作模态信息,提出分装置类别和分操作模式的多模型描述方法,解决变化原料及操作工况的影响;基于该模型描述机制,将能够为智能炼油提供基础。     

创新强化传热策略与应用提升炼化企业竞争力

强化传热是炼化企业实现绿色低碳发展和提升综合竞争力的有效途径。本文基于丰富的工程知识沉淀与炼化设计实践,通过系统梳理、总结,将炼化企业的强化传热工程策略划分为设备元件、工艺过程和全厂3个层次。通过梳理管壳式换热器等的工程应用方案,归纳了面向特殊工艺和介质的设备元件强化传热;通过总结芳烃、原油蒸馏、乙烯等装置热能/冷能利用,归纳了面向工艺与工程技术集成的工艺过程强化传热;通过总结全厂大系统回收与优化利用低温热资源、蒸汽系统梯级优化利用、循环水系统串级利用等,归纳了炼化企业全厂强化传热。强化传热工程策略在海南炼化公司、青岛炼化公司的实际应用表明,两者的综合能耗、单因能耗均达到国内先进水平。本文的阐述有望为强化传热工程策略的发展、完善,为丰富炼化工程强化传热内涵发挥积极的指导和示范作用。