芳烃抽提操作优化方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及芳烃抽提工艺过程操作优化领域，特别涉及一种芳烃抽提操作优化方 法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 目前，芳烃抽提工艺过程的抽提精馏塔采用环丁砜抽提精馏工艺，利用溶剂对C6 馏分中各组分相对挥发度影响的不同，通过萃取精馏实现苯与非芳烃的分离。其中，溶剂和 C6馏分在抽提精馏塔接触形成气液两相，由于溶剂与芳烃的作用力更强，因此非芳烃富集 于气相，于抽提精馏塔顶部排出；芳烃富集于液相并被提纯于抽提精馏塔底部排出。富集芳 烃的液相进入溶剂回收塔，在溶剂回收塔内进行芳烃与溶剂的分离，溶剂循环使用。
[0003] 目前，抽提精馏塔使用固定的原料入口流率、回流比和溶剂比，对不同的原料进行 芳烃抽提。但是，使用固定的原料入口流率、回流比和溶剂比，不能保证对每一种原料都能 进行有效的芳烃提取，导致芳烃产品收率低。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种芳烃抽提操作优化方法、装置及系 统，以达到保证抽提精馏塔能够对每一种待提炼原料都能进行有效的芳烃提取，提高芳烃 产品收率的目的，技术方案如下：
[0005] -种芳烃抽提操作优化方法，包括：
[0006] 利用经济优化目标模型，计算待提炼原料的最优原料入口流率、最优回流比和最 优溶剂比；
[0007] 将携带有所述最优原料入口流率、所述最优回流比和所述最优溶剂比的生产操作 指令发送至控制器，以使所述控制器控制抽提精馏塔按照所述生产操作指令进行芳烃抽 提。
[0008] 优选的，所述利用经济优化目标模型，计算待提炼原料的最优原料入口流率、最优 回流比和最优溶剂比的过程，包括：
[0009] 基于经济优化目标函数的约束条件，计算所述经济优化目标函数的最大值；
[0010] 将所述经济优化目标函数的最大值对应的原料入口流率、回流比和溶剂比分别作 为最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比；
[0011]所述经济优化目标函数具体为
[0012] 所述经济优化目标函数的约束条件包括：W)、
5
[0013] 所述max表示最大化，所述Eco表示经济优化目标，所述(^为芳烃产品价格，所述 为芳烃产品热能消耗单价，所述if为芳烃产品流率，所述 f()=〇为抽提精馏机理模 型代数方程组，所述fo()=〇为所述抽提精馏机理模型代数方程组的初始值，所述i^,FR，Fs， @，Ι?)ξ，SF%别为不确定原料入□流率、回流流率、溶剂流率、芳烃产品流率、回流比和溶 剂比，所述也，9。4，/^.6,.,91_，么分别为塔底再沸器的热负荷、塔顶冷凝器的热负荷、进 料状态参数、再沸器内上升蒸汽的摩尔焓、塔底产品的摩尔焓、再沸器的热量损失、塔顶蒸 汽的平均冷凝热;所述~，<^，_，<^分别为原料入口流率置信度、芳烃产品流率置信度、回 流比置信度、溶剂比置信度;所述乂，￥，浐，1]，￡^分别为状态变量、确定性被控变量、不确定性 被控变量、确定性操作变量、不确定性操作变量，所述Χο，Υο，Υ〇 ξ，UQ，IV分别为所述状态变 量的初始值、所述确定性被控变量的初始值、所述不确定性被控变量的初始值、所述确定性 操作变量的初始值、所述不确定性操作变量的初始值，所述Φ,Χ. Φ上Φ;分别为所述不 确定原料入口流率的随机概率密度函数的逆函数、所述芳烃产品流率的随机概率密度函数 的逆函数、所述回流比的随机概率密度函数的逆函数和所述溶剂比的随机概率密度函数的 逆函数；
[0014] 其中所 i
开述 Y=[Qb，Qc]，所述戸所 述U=[FR，FS]，所述;
[0015] 所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数为Φ,,(/:/) = Pi'V^ Λ.? =j\ /WK·-， 所述芳烃产品流率的随机概率密度函数为ilW:) = Pr运2 /7 !=卜,所述回流 比的随机概率密度函数为= Prg Ξ?尬，=1-广，所述溶剂比的随机概 率密度函数关
[0016] 优选的，所述经济优化目标模型的生成过程，包括：
[0017] 建立不确定性经济优化模型，所述不确定性经济优化模型包括:不确定性经济优 化函数和所述不确定经济优化函数的约束条件；
[0018] 分别构造所述不确定性经济优化模型中不确定原料入口流率、芳烃产品流率、回 流比和溶剂比的随机概率密度函数；
[0019] 基于所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数、所述芳烃产品流率的随机概 率密度函数、所述回流比的随机概率密度函数和所述溶剂比的随机概率密度函数，将所述 不确定性经济优化模型转换为经济优化模型；
[0020] 所述不确定性经济优化函数^
[0021 ]所述不确定经济优化函数的约束条件包括：/(Χ,Γ,Γ?/，妒）=0、
< Fp，max} 2 ap、Pr{RDmin < RD4 RDmax} 2 ClRD和Pr{SFmin < SF^ SFmax} 2 asF，所述Fin,min，Fin,max， FP, min，FP, max，RDmin，RDmax，SFmin，SF max分别为原料入口流率的下限、所述原料入口流率的上 限，所述芳烃产品流率的下限、所述芳烃产品流率的上限、所述回流比的下限、所述回流比 的上限、所述溶剂比的下限、所述溶剂比的上限，Pr{}为概率函数。
[0022] -种芳烃抽提操作优化装置，包括：
[0023] 计算单元，用于利用经济优化目标模型，计算待提炼原料的最优原料入口流率、最 优回流比和最优溶剂比；
[0024] 发送单元，用于将携带有所述最优原料入口流率、所述最优回流比和所述最优溶 剂比的生产操作指令发送至控制器，以使所述控制器控制抽提精馏塔按照所述生产操作指 令进行芳烃抽提。
[0025] 优选的，所述计算单元包括：
[0026] 第一计算子单元，用于基于经济优化目标函数的约束条件，计算所述经济优化目 标函数的最大值；
[0027] 确定子单元，用于将所述经济优化目标函数的最大值对应的原料入口流率、回流 比和溶剂比分别作为最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比；
[0028] 所述经济优化目标函数具体为：；
[0029] 所述经济优化目标函数的约束条件包诂：/认上厂,(人〇~）= 0、
Φ二%)、Φ'(α如）玄肋1玄4^(1-议即）和啦⑷扣炉―如―
[0030] 所述max表示最大化，所述Eco表示经济优化目标，所述(^为芳烃产品价格，所述 C^rgy为芳烃产品热能消耗单价，所述0为芳烃产品流率，所述f()=0为抽提精馏机理模 型代数方程组，所述fo () = 0为所述抽提精馏机理模型代数方程组的初始值，所述ig, &，Fs， if，.分别为不确定原料入□流率、回流流率、溶剂流率、芳烃产品流率、回流比和溶 剂比，所述也，9。4，/^乂,91。88，艮分别为塔底再沸器的热负荷、塔顶冷凝器的热负荷、进 料状态参数、再沸器内上升蒸汽的摩尔焓、塔底产品的摩尔焓、再沸器的热量损失、塔顶蒸 汽的平均冷凝热;所述~，<^，_，<^分别为原料入口流率置信度、芳烃产品流率置信度、回 流比置信度、溶剂比置信度;所述X，Y，Υ ξ，U分别为状态变量、确定性被控变量、不确定性 被控变量、确定性操作变量、不确定性操作变量，所述Χο，Υο，Υ〇 ξ，UQ，分别为所述状态变量 的初始值、所述确定性被控变量的初始值、所述不确定性被控变量的初始值、所述确定性操 作变量的初始值、所述不确定性操作变量的初始值，所述φ,,).φΛφ/#φ?·分别为所述不确 定原料入口流率的随机概率密度函数的逆函数、所述芳烃产品流率的随机概率密度函数的 逆函数、所述回流比的随机概率密度函数的逆函数和所述溶剂比的随机概率密度函数的逆 函数；
[0031] 其中所述 X 二[洛]^，豆">.，〇^，0￥]，所述￥=[(^，(^]，所述1^=[/^,/?/)- _,57^]，所 述 U=[FR，FS]，所述心=[/;.,Π ;
[0032] 所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数为= ?右， 所述芳烃产品流率的随机概率密度函数为Φ..(/ν )- > [V;-丨-f Λ.Ο必，所述回流比 y - .上 J-co ^ iT>T)i 胃，所述溶剂比的随机概率 -eg 密度函数为
[0033] 优选的，还包括：
[0034]建立单元，用于建立不确定性经济优化模型，所述不确定性经济优化模型包括:不 确定性经济优化函数和所述不确定经济优化函数的约束条件；
[0035] 构造单元，用于分别构造所述不确定性经济优化模型中不确定原料入口流率、芳 烃产品流率、回流比和溶剂比的随机概率密度函数；
[0036]转换单元，用于基于所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数、所述芳烃产 品流率的随机概率密度函数、所述回流比的随机概率密度函数和所述溶剂比的随机概率密 度函数，将所述不确定性经济优化模型转换为