实时化学过程监测、评估和决策辅助方法技术

本发明专利技术提供一种操作执行化学过程的工厂的实时方法，其包含连续、周期性或间歇地获得一个或多个过程变量测量结果；任选地连续、周期性或间歇地从测量的过程变量和/或数学模型估计一个或多个推断的过程变量；基于所述过程变量测量结果和/或推断的过程变量估计所述化学过程的当前状态；评估所述化学过程的所述当前状态；基于所述化学过程的所述当前状态预计未来可能的过程状态；将所述当前和/或未来可能的过程状态与数据库中的信息连接，所述信息包含旨在有利地影响所述未来过程状态的优选行动；将所述信息提供到化学过程工厂操作人员；和任选地进行旨在有利地影响所述化学过程的所述未来过程状态的手动和/或自动行动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术为实时化学过程监测、评估和决策辅助方法。
技术介绍
现代自动化和信息系统已在制造和工业设施中提供许多益处。在化学过程工厂的情况下，现代自动化和信息系统已允许增加的产品率、减少的等外树脂、改进的原料效率和改进的过程可靠性。但是，此类自动化和信息系统也可能造成操作人员关于适当行动或不行动的‘信息过载’和后续混淆。就操作人员而言的此类混淆频繁导致不当行动。不当行动又可能导致每年数百万美元的制造和工业设施操作损失。提供制造和工业设施状态的及时评估和决策辅助的制造和工业设施监测、评估和决策方法将为有益的，所述方法将警示操作人员当前和可能的未来化学过程问题状态且另外提供关于校正和/或避免此类问题状态的行动的实时指导性建议。
技术实现思路
本专利技术为实时化学方法监测、评估和决策辅助方法。在一个实施例中，本专利技术提供一种操作化学过程工厂的实时方法，其包含连续、周期性或间歇地获得一个或多个过程变量测量结果；任选地连续、周期性或间歇地从测量的过程变量和/或数学模型估计一个或多个推断的过程变量；基于过程变量估计化学过程的当前状态；评估化学过程的当前状态；任选地进行自动过程输入调节；基于化学过程的当前状态预计未来可能的过程状态；将当前和/或未来可能的过程状态与数据库中的信息连接，信息包含旨在有利地影响未来过程状态的优选行动；将信息提供到化学过程工厂操作人员；任选地监测当前状态评估与旨在有利地影响未来过程状态的行动之间的时间；和任选地进行旨在有利地影响化学过程的未来过程状态的手动和/或自动行动。附图说明出于说明本专利技术的目的，在附图中示出例示性形式；然而，应理解，本专利技术不限于所示出的精确布置和工具。图1为说明本专利技术方法和操作所述方法的环境的第一实施例的图表；且图2为说明如在实例1中所论述的3个振荡事件的情况下的反应器床温度趋势的图不。具体实施方式本专利技术的实施例为实时化学过程监测、评估和决策辅助方法。根据本专利技术的方法包含连续、周期性或间歇地获得一个或多个过程变量测量结果；任选地连续、周期性或间歇地从测量的过程变量和/或数学模型估计一个或多个推断的过程变量；基于过程变量估计化学过程的当前状态；评估化学过程的当前状态；任选地进行自动过程输入调节；基于化学过程的当前状态预计未来可能的过程状态；将当前和/或未来可能的过程状态与数据库中的信息连接，信息包含旨在有利地影响未来过程状态的优选行动；将信息提供到化学过程工厂操作人员；任选地监测当前状态评估与旨在有利地影响未来过程状态的行动之间的时间；和任选地进行旨在有利地影响化学过程的未来过程状态的手动和/或自动行动。在图1中示出方法和其操作环境的概述。过程环境显示于虚线区域1中。过程环境包括过程工厂1a本身，其包含直接为化学过程的一部分的设备，包括反应器、容器、泵、压缩机、管道、阀、传感器等。另外包含于过程环境中的为过程测量1b，其通过各种设备进行且其被传输到计算机和/或控制系统和/或工厂操作人员。测量的过程变量取决于特定化学过程，但总体上为所属领域的技术人员众所周知。举例来说，反应器流动速率、压力和温度为通常测量的过程变量。传统过程控制1d为用于聚集过程测量结果、显示过程信息、采取过程控制行动和提供警报的已知系统。此类控制系统通常称为监控系统、分散控制系统、可编程逻辑控制器和安全仪表系统。过程环境组分的最终组分包括过程变量估计值1c。在某些情况下，过程变量的直接测量无法获得或无法以足够及时的方式获得以允许所需过程控制。在此类情况下，过程变量的估计值可以基于其它过程条件和/或过程变量计算或估计。以此方式计算或估计的过程变量在本文中称为推断变量。举例来说，在一些气相烯烃聚合过程中，无反应器树脂产品率的实时、直接测量为可用的。但是，反应器树脂产品率可以从能量和材料平衡计算推断。过程状态评估说明于框2中。过程状态评估2使所有可用信息和数据成为当前过程情况的清晰视图。此类评估通过应用过程模型、计算、产品特定信息、算法等进行。分析过程状态的方法为所属领域的技术人员已知。举例来说，过程状态可以基于使用在线解决的动态过程模型导出的预测“测量结果”。模型可以通过校准动态过程模型的实际测量结果以统计最优方式校正。此类动态过程模型利用将产品特性与经操纵以控制产品特性的过程变量相关联的方程式。一种此类已知方法描述于“用于反应器控制的模型预测(ModelPredictionforReactorControl)”，CEP，77-83，1983年6月。评估过程状态的其它已知方法描述于美国专利第8,032,328号中，其公开内容以引用的方式并入本文中。在某些情况下，过程状态可以通过确定某一过程变量在所需范围之内或之外相对简单地评估。举例来说，如果反应器树脂产品率超出或预期在短期内超出可用的冷却系统容量，那么存在非所需过程情况。应注意，在某些实施例中，及时性和时间本身均可能影响恰当过程状态评估。也就是说，过程条件或过程变量条件可能需要基于其起始时间或持续时间或在预定时间范围内的发生次数的纠正性行动。举例来说，考虑反应器床温度与控制器设定点偏差0.5℃的化学过程本身不是非所需条件。但是，人们可能猜测可以存在使得如果相同偏差在稳态条件期间持续大于1小时，那么生产等外产品的概率高得多的化学方法。由框3说明的可能的未来过程状态预计单元基于当前过程状态预计或预测可能的未来过程状态。可能的未来过程状态预计可以为诊断和鉴别不合需要的过程状态的根因提供基础。预计通过与情况和实时数据相关的规则实现。举例来说，预计可以通过使用一个或多个动态模型和/或使用试探法实现。动态模型的复杂度和用途可在使用单一、相对简单的数学模型，如计算的变量变化率到多模型集合，如用于天气预报中的多模型集合范围内变化。图1中的虚线框4中示出的决策辅助组分基于过程状态评估和可能的未来过程状态预计3将工厂操作人员与切合的操作程序连结。决策辅助组分将过程状态评估和可能的未来过程状态预计连接到数据库中的适当信息库4a且鉴别用于旨在有利地影响未来过程状态的行动以及适用于由过程操作人员审核的背景参考材料4b的适当建议。此类连接可以通过多种已知方法或系统中的任一者，包括例如试探性方法和卡诺图(Karnaughmap)来实现。在一些实施例中，连接可以通过在线存取与特定化学过程相关的文件进行。一旦决策辅助组分鉴别适当行动，可以执行由图1中的虚线框5显示的行动以沿所希望的方向移动过程。这些行动可以通过自动化系统5a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作执行化学过程的工厂的实时方法，其包含：连续、周期性或间歇地获得一个或多个过程变量测量结果；任选地连续、周期性或间歇地从测量的过程变量和/或数学模型估计一个或多个推断的过程变量；基于所述过程变量测量结果和/或推断的过程变量估计所述化学过程的当前状态；评估所述化学过程的所述当前状态；任选地进行自动过程输入调节；基于所述化学过程的所述当前状态预计未来可能的过程状态；将所述当前和/或未来可能的过程状态与数据库中的信息连接，所述信息包含旨在有利地影响所述未来过程状态的优选行动；将所述信息提供到化学过程工厂操作人员；任选地监测当前状态评估与旨在有利地影响所述未来过程状态的行动之间的时间；和任选地进行旨在有利地影响所述化学过程的所述未来过程状态的手动和/或自动行动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.25 US 61/8158391.一种操作执行化学过程的工厂的实时方法，其包含：
连续、周期性或间歇地获得一个或多个过程变量测量结果；
任选地连续、周期性或间歇地从测量的过程变量和/或数学模型估计一个或多个
推断的过程变量；
基于所述过程变量测量结果和/或推断的过程变量估计所述化学过程的当前状
态；
评估所述化学过程的所述当前状态；
任选地进行自动过程输入调节；
基于所述化学过程的所述当前状态预计未来可能的过程状态；
将所述当前和/或未来可能的过程状态与数据库中的信息连接，所述信息包含旨
在有利地影响所述未来过程状态的优选行动；
将所述信息提供到化学过程工厂操作人员；
任选地监测当前状态评估与旨在有利地影响所述未来过程状态的行动之间的时
间；和
任选地进行旨在有利地影响所述化学过程的所述未来过程状态的手动和/或自动
行动。
2.根据权利要求1所述的操作化学过程工厂的实时方法，其进一步包含警示操作人
员可能的非所需未来过程状态。
3.根据权利要求1所述的操作化学过程工厂的实时方法，其进一步包含提供给所述
操作人员与有利地影响所述化学过程的所述未来过程状态的行动有关的目标信息和文
件。
4.根据权利要求1所述的操作化学过程工厂的实时方法，其中所述一个或多个推断
的过程变量选自由以下组成的群组：直接测量的过程变量的补偿和校正值、催化剂产率、
反应器产品率、反应器露点、反应器循环气体重量百分比冷凝、反应器流体化床重量、
反应器树脂流体化容积密度、反应器床料位、反应器树脂熔融指数、反应器树脂熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·K·桑普尔斯，J·R·帕里什，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US