专利名称：一种乙烯精馏塔塔顶乙烷浓度的实时测量仪表的制作方法
技术领域：
本发明属于化工技术领域，特别涉及一种乙烯精馏塔塔顶乙烷浓度的实时测量仪表。
背景技术：
乙烯精馏塔的主要作用是将乙烯和乙烷进行分离，塔顶产出聚合级高纯度乙烯产品，塔底产出的乙烷循环至裂解炉作裂解料。其工艺流程如
图1所示。塔进料的主要组分是乙烯和乙烷，并含有少量甲烷、氢气和丙烯。塔精馏段主要用于乙烯和轻组分的分离，塔顶馏出物经塔顶冷凝器的丙烯冷剂冷凝后，进入乙烯精馏塔回流罐，从而将冷凝的乙烯和未被冷凝的轻组分分离，冷凝的乙烯经回流泵加压后，作为回流返回乙烯精馏塔。在塔内部，回流液与塔釜上升的气体在塔板上对流接触，经过热和质的交换，小部分液体作为成品乙烯侧线出料，大部分液体继续流向塔釜，经塔底再沸器中的丙烯热媒加热又气化上升。聚合级乙烯产品从乙烯塔侧线采出后，送至乙烯球罐贮存。从乙烯精馏塔塔釜采出的物料则主要为乙烷，并含有少量乙烯和重组分，最后送到裂解炉作为裂解原料。由于从乙烯精馏塔塔顶采出的乙烯产品中乙烯纯度要求高(> 99. 95% )，所以很难对产品中乙烯浓度进行直接控制，实际生产中选择控制乙烯产品中的主要“杂质”，即乙烷的浓度，以保证乙烯浓度在设定的变化范围内。完成这一功能的主要包含回流罐液位控制、乙烷浓度控制和回流比控制三个模块。塔顶乙烷浓度的控制输出直接关系到回流比控制器的设定值，并影响乙烯产品采出的质量。然而，现场用于产品组分分析的色谱分析仪具有较长时间的分析滞后(一般为8 iaiiin)，难以用于实时反馈控制。目前，为了克服精馏塔塔顶乙烷浓度测量的缺陷，已经有根据流程模拟结果和现场数据信息，将两层结构的前向(BP)神经网络或径向基(RBF)神经网络应用于塔塔顶乙烷浓度的软测量，通过辅助变量推断出乙烷浓度值。但是由于BP网络存在局部最小问题，并且收敛速度慢，而合适的RBF网络隐层中心点位置和径向基函数扩展宽度通常难以确定， 这些都影响了乙烷浓度测量估计的实时性和有效性，使得乙烷浓度控制不能达到良好的效^ ο
发明内容
本发明的目的是提供一种乙烯精馏塔塔顶乙烷浓度的实时测量仪表，以解决现有技术中对乙烷浓度控制不佳的问题。本发明的技术方案是，一种乙烯精馏塔塔顶乙烷浓度的实时测量仪表，包括第一装置，用于用动态超变异免疫算法DHIA自动求取乙烷浓度软仪表的隐层中心点的位置和径向基函数的扩展宽度；第二装置，用最小二乘法直接计算乙烷浓度测量软仪表的输出权值；其中，第一装置还包括将构造乙烷浓度测量软仪表的RBF神经网络结构初始化的模块，该模块将网络中心点和扩展宽度表示为抗体；训练RBF神经网络，用DHIA算法自动优化确定网络的中心c和扩展宽度δ的模块，该模块的具体运行步骤是a)根据RBF网络结构，求抗体亲和度；i.对网络的中心c和扩展宽度δ组成的抗体进行解码，并采用下式表示的高斯函数作为激活函数计算隐层网络的输出
权利要求
1. 一种乙烯精馏塔塔顶乙烷浓度的实时测量仪表，其特征在于，包括 第一装置，用于用动态超变异免疫算法DHIA自动求取乙烷浓度软仪表的隐层中心点的位置和径向基函数的扩展宽度；第二装置，用最小二乘法直接计算乙烷浓度测量软仪表的输出权值； 其中，第一装置还包括将构造乙烷浓度测量软仪表的RBF神经网络结构初始化的模块，该模块将网络中心点和扩展宽度表示为抗体；训练RBF神经网络，用DHIA算法自动优化确定网络的中心c和扩展宽度δ的模块，该模块的具体运行步骤是a)根据RBF网络结构，求抗体亲和度；i.对网络的中心c和扩展宽度δ组成的抗体进行解码，并采用下式表示的高斯函数作为激活函数计算隐层网络的输出
全文摘要
本发明公开了一种乙烯精馏塔塔顶乙烷浓度的实时测量仪表，包括第一装置，用于用动态超变异免疫算法DHIA自动求取乙烷浓度软仪表的隐层中心点的位置和径向基函数的扩展宽度；第二装置，用最小二乘法直接计算乙烷浓度测量软仪表的输出权值。本发明的方法可以避免局部极值问题，并解决RBF网络参数设定难的问题，以增强乙烷浓度间接测量软仪表的自适应性和泛化能力，不仅有效避免色谱分析仪和人工分析值的滞后所带来的不良影响，还提高了预测塔顶乙烷浓度的准确度，解决乙烷浓度实时反馈控制的难题。
文档编号G06N3/02GK102375936SQ20111030436
公开日2012年3月14日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者何宏, 谭永红 申请人:上海师范大学