基于分治策略的两段提升管催化裂解多目标优化运行方法

基本信息
批准号:21606256
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:王平
学科分类:
依托单位:中国石油大学(华东)
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杜峰,尚林源,李鲁闽,罗晶,张壤文
关键词:
决策优化运行催化裂解多目标优化
结项摘要

The possibility of feedstock diversification, high-yield of propylene and high-quality gasoline associated with the two-stage-riser catalytic pyrolysis enable a bright future of the corresponding industrial application. Facing the complicated and fluctuation market and industrial environment, how to achieve the optimal operation to maximize the economic benefits for accelerating the commercialization becomes a vital scientific issue. It should be pointed out that the complex nonlinear behavior forbids the optimal operation to some extent. The objective of this research hence is to propose a divide-and-conquer principle driven multi-objective optimization for promoting the optimal operation. In detail, (1) A new multi-objective optimization approach based on the division of decision variable space is going to be proposed to handle the obstacles associated with the solution to complex nonlinear constrained problems. (2) A new multi-criteria decision method is going to be established based on the classification of Pareto-optimal set using information from active constraints, to improve the efficiency and reliability of decision-making. (3) An advanced control system design method, which is integrated with the self-optimization control and model predictive control, is presented to ensure the optimal operation under various disturbances. Simulations, experimentations and field tests are used together to test and improve the proposed methods. It is expected that the achieved outcomes will be very helpful in not only guide the revealing of the potential rules with regard to the optimal operation of two-stage-riser catalytic pyrolysis, but also providing new ideas approaches to solve the optimal operation problem of other refining and chemical processes.

两段提升管催化裂解具有原料适应性强、丙烯和高品质汽油产率高等优点,工业应用前景十分广阔。在复杂多变的工业环境下,如何实现生产装置的优化运行以获得最大经济效益是该技术工业化过程中亟待解决的关键科学问题。针对裂解各产物收率之间互相关联且彼此制约的特点,本项目从多目标优化的角度,基于分治策略,研究面向产品分布协调的运行优化与控制方法。研究内容包括:1)提出一种基于决策变量解空间分区的优化方法,解决非线性约束多目标优化问题寻优困难的问题;2)提出一种基于积极约束分类的多目标决策方法,解决决策效率低、可靠性差的问题;3)提出一种融合自优化控制和模型预测控制的优化控制系统设计方法,解决运行优化与过程控制不协调的问题。通过仿真分析、实验验证和现场测试等途径对所研究方法进行改进和完善。项目成果将有助于揭示两段提升管催化裂解优化运行规律,为解决炼油化工其它过程的运行优化与控制问题提供新思路。

项目摘要

两段提升管重油催化裂解技术具有良好的原料适应性和较高的丙烯、高品质汽油产率,工业应用前景广阔。随着该技术的推广使用,迫切需要开展过程操作优化与控制方法的研究以保障生产过程在复杂多变的工业环境下仍能维持高效、优质运行。.本项目通过深入分析催化裂解反应机理和两段提升管工艺特点,针对催化裂解各产物间相互关联且彼此制约的复杂耦合关系,系统地研究了面向产品分布协调的过程多目标操作优化与控制方法:.(1) 根据两段提升管重油催化裂解过程工艺特点和经济运行要求,考虑多种操作约束条件,构造了同时最大化丙烯、汽油产量以及最小化干气产量的多目标操作优化问题,并采用标准化法向约束方法求解获得了完整、均匀分布的Pareto最优解,解决多目标优化问题寻优困难等问题;.(2) 针对催化裂解过程行为特性复杂、单个可操控性指标表征片面的问题,本研究将开环/闭环分岔图、敏感度分析和闭环动态仿真测试等方法有机融合,提出一种综合考虑稳定性和可控性的Pareto最优解集后验决策分析方法,解决了优化决策效率低、可靠性差等问题;.(3) 根据多目标优化结果所揭示的最优操作条件与积极约束之间的关系,提出了一种基于串级控制的自优化控制策略,研究结果表明,与传统的提升管出口温度设定值跟踪控制相比,本研究所提出的优化控制方能够及时调整操作条件以降低干扰对过程优化运行的不利影响,解决了离线多目标操作优化与在线过程控制不协调等问题。.项目研究成果有助于揭示两段提升管重油催化裂解装置优化运行规律,提升装置操控水平,为两段提升管重油催化裂解技术工业化提供必要理论依据和技术支持,并为解决炼油化工相关过程的操作优化与控制问题提供新思路。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
2

一种改进的多目标正余弦优化算法

一种改进的多目标正余弦优化算法

DOI:
发表时间:2019
3

基于混合优化方法的大口径主镜设计

基于混合优化方法的大口径主镜设计

DOI:10.3788/AOS202040.2212001
发表时间:2020
4

变可信度近似模型及其在复杂装备优化设计中的应用研究进展

变可信度近似模型及其在复杂装备优化设计中的应用研究进展

DOI:10.3901/jme.2020.24.219
发表时间:2020
5

不确定失效阈值影响下考虑设备剩余寿命预测信息的最优替换策略

不确定失效阈值影响下考虑设备剩余寿命预测信息的最优替换策略

DOI:10.11887/j.cn.202101019
发表时间:2021

王平的其他基金

批准号:51804114
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51373071
批准年份:2013
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:31501983
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11102034
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61103179
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51078320
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:21672146
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81703141
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39270022
批准年份:1992
资助金额:5.50
项目类别:面上项目
批准号:30970542
批准年份:2009
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:39400034
批准年份:1994
资助金额:8.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51503174
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:59775066
批准年份:1997
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
批准号:61601074
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11475186
批准年份:2014
资助金额:84.00
项目类别:面上项目
批准号:81000191
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61872245
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:30627002
批准年份:2006
资助金额:90.00
项目类别:专项基金项目
批准号:41062002
批准年份:2010
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51602197
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31470018
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:30170352
批准年份:2001
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:81402822
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:69402005
批准年份:1994
资助金额:7.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30472249
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:30970765
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:30800587
批准年份:2008
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31702148
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81027003
批准年份:2010
资助金额:150.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51705441
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31270680
批准年份:2012
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:91519322
批准年份:2015
资助金额:75.00
项目类别:重大研究计划
批准号:50571099
批准年份:2005
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:51876023
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51709054
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91741117
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:50771094
批准年份:2007
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:50675155
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:10775142
批准年份:2007
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:U1734207
批准年份:2017
资助金额:233.00
项目类别:联合基金项目
批准号:39870230
批准年份:1998
资助金额:11.00
项目类别:面上项目
批准号:30771015
批准年份:2007
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:30270387
批准年份:2002
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:31471659
批准年份:2014
资助金额:84.00
项目类别:面上项目
批准号:81130064
批准年份:2011
资助金额:260.00
项目类别:重点项目
批准号:20576135
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:81001689
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39570028
批准年份:1995
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
批准号:91753102
批准年份:2017
资助金额:70.00
项目类别:重大研究计划
批准号:U1932163
批准年份:2019
资助金额:55.00
项目类别:联合基金项目
批准号:51677010
批准年份:2016
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:50907032
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31271238
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50671107
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:39770026
批准年份:1997
资助金额:11.00
项目类别:面上项目
批准号:30973002
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41301025
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51903002
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71774121
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:41102104
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41867046
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61402293
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:69872032
批准年份:1998
资助金额:13.50
项目类别:面上项目
批准号:31770475
批准年份:2017
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81672438
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:U1234201
批准年份:2012
资助金额:270.00
项目类别:联合基金项目
批准号:39970027
批准年份:1999
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
批准号:30771488
批准年份:2007
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:61472016
批准年份:2014
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:71303174
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51502286
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31370612
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:18700101
批准年份:1987
资助金额:1.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41171247
批准年份:2011
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:31571004
批准年份:2015
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:61501366
批准年份:2015
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61474090
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:11802032
批准年份:2018
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41572154
批准年份:2015
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:51474002
批准年份:2014
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:31601735
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30771696
批准年份:2007
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:31171338
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51174058
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:11175187
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61675075
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:40301003
批准年份:2003
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81573865
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:30271566
批准年份:2002
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:81372518
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51276029
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:71303179
批准年份:2013
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51774005
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81772270
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51576092
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:30600740
批准年份:2006
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39170384
批准年份:1991
资助金额:3.50
项目类别:面上项目
批准号:30570492
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:91440104
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:重大研究计划
批准号:71302142
批准年份:2013
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41671023
批准年份:2016
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:30971521
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51671087
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于大数据的微网系统多目标协同优化运行策略研究

批准号:61672266
批准年份:2016
负责人:潘庭龙
学科分类:F0207
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
2

乙烯装置裂解炉群不确定运行周期下的优化方法研究

批准号:21276078
批准年份:2012
负责人:杜文莉
学科分类:B0806
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

提升综合能源系统运行安全性的多维协同运行控制策略研究

批准号:51877033
批准年份:2018
负责人:姜涛
学科分类:E0704
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
4

基于天基雷达的空间多目标跟踪调度策略优化

批准号:61571043
批准年份:2015
负责人:傅雄军
学科分类:F0112
资助金额:57.00
项目类别:面上项目