一种加氢裂化流程全局运行状况评估与质量追溯方法技术

本发明专利技术提供一种加氢裂化流程全局运行状况评估与质量追溯方法。所述方法包括：基于所述加氢裂化流程中每个典型的生产工序质量标准要求的不同形式，计算所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的过程能力指数；基于所述过程能力指数，计算所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的QA得分；基于所述各个指标的QA得分，利用多元线性回归分析法构建所述加氢裂化流程全局运行状况质量评估指标模型中每个指标对其上层指标QA得分贡献度的权重系数；基于所述QA得分和所述的权重系数，定位所述加氢裂化流程全局运行性能退化的环节和参数。本发明专利技术的方法能够实现运行状况评估功能和产品质量追溯功能，实现炼化企业的高效、经济和绿色生产。

A global operation evaluation and Quality Traceability Method for hydrocracking process

The invention provides a global operation condition evaluation and quality tracing method of a hydrocracking process. The method includes: the hydrogenation of different forms of production process quality standard requirements for each typical cracking process based on process capability index of each index model in quality evaluation index calculation of the production process in the process capability index; based on the index model of quality evaluation index to calculate the production process in the the QA score of each index; the QA score based on using multiple linear regression to construct evaluation of weight coefficient of the upper level QA score of the contribution degree of each index in the index model of hydrocracking process of global operation quality analysis method; the weight coefficient of the QA score and the location based on the degradation the operation performance of hydrocracking process parameters and global link. The method of the invention can realize the operation condition evaluation function and the product quality tracing function, and realize the high efficiency, the economy and the green production of the refining and chemical enterprise.

【技术实现步骤摘要】
一种加氢裂化流程全局运行状况评估与质量追溯方法
本专利技术涉及生产过程运行状况评估与质量追溯
，更具体地，涉及一种加氢裂化流程全局运行状况评估与质量追溯方法。
技术介绍
炼油行业位于制造业产业的上游，产值约占国民经济的三分之一，是国民经济的支柱型行业，也是其他行业发展地主要推动力量。加氢裂化流程作为炼油生产的一个重要典型环节，其工艺机理是在加热、氢气和催化剂共同作用的条件下，入口原料重质油通过加氢精制、加氢裂化和加氢异构化反应，转化生成为轻石脑油、重石脑油、航空煤油、柴油、加氢尾油5种轻质油。在全球市场经济的调控下，加氢裂化流程原料和产品的价格会实时波动，受到原料油供给波动，产品规格要求、生产环境、设备运行性能的变化，加氢裂化流程当前实际运行状况是否仍处于期望的全局优化运行状况不得而知，不利于及时对生产过程全局优化运行的策略进行合理调整，因此炼化企业急需一种有效的加氢裂化流程全局运行状况评估方法对当前运行状况进行实时评估。同时，如若评估结果显示当前加氢裂化流程处于非优运行状况，为了尽快以最小代价将非优运行状况调整至最优运行状况，生产企业需要根据全局运行状况评估结果进一步快速定位发生优化运行性能退化的环节和参数。然而因为加氢裂化流程物理化学反应装置较多、产品分布广，全流程拥有800多个参数变量，仅关键变量也有几十个，反映运行状况的数据规模庞大、种类繁多，难以使用常规的数据分析技术进行全局运行状况评估与优化运行性能退化环节的定位。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种加氢裂化流程全局运行状况评估和质量追溯方法。所述方法包括：S1.基于所述加氢裂化流程中每个典型的生产工序质量标准要求的不同形式，计算所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的过程能力指数Cpk；S2.基于所述过程能力指数，计算所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的QA得分；S3.基于所述各个指标的QA得分，利用多元线性回归分析法构建所述加氢裂化流程全局运行状况质量评估指标模型中每个指标对其上层指标QA得分贡献度的权重系数；S4.基于所述QA得分和所述的权重系数，评估所述加氢裂化流程全局运行状况，定位所述加氢裂化流程全局运行中性能退化的环节和参数。本申请提出的加氢裂化流程全局运行状况评估与质量追溯方法，能够清晰有效地表明加氢裂化流程全局运行状况质量评估指标体系内部复杂关系，不仅可以用于与生产过程全局运行状况相关的例如产品质量评价与质量追溯、产品产量(收率)评价与问题追溯、生产过程能效评价与能耗追溯等问题，同样适用于与生产过程全局运行状况相似的复杂体系评估和管理问题的解决，例如可持续发展评估、社会综合评估等。附图说明图1为根据本专利技术实施例中加氢裂化流程全局运行状况评估与质量追溯方法的总体流程示意图；图2为根据本专利技术一个优选实施例中加氢裂化流程全局运行状况评估与质量追溯方法的总体流程示意图；图3为根据本专利技术一个优选实施例中质量评估指标体系示意图；图4为根据本专利技术一个优选实施例中加氢精制、加氢裂化、分馏系统3部分构成的加氢裂化流程简化示意图；图5为根据本专利技术一个优选实施例中入口条件工序质量评估指标体系示意图；图6为根据本专利技术一个优选实施例中加氢精制工序质量评估指标体系示意图；图7为根据本专利技术一个优选实施例中加氢裂化工序质量评估指标体系示意图；图8为根据本专利技术一个优选实施例中分馏系统工序质量评估指标体系示意图；图9为根据本专利技术一个优选实施例中Cpk数值与QA得分对照关系的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术的加氢裂化流程全局运行状况评估与质量追溯方法，如图1-2所示，包括：S1.基于所述加氢裂化流程中每个典型的生产工序质量标准要求的不同形式，计算所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的过程能力指数Cpk；S2.基于所述过程能力指数Cpk，计算所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的QA(Qualityassessment)得分；S3.基于所述各个指标的QA得分，利用多元线性回归分析法构建所述加氢裂化流程全局运行状况质量评估指标模型中每个指标对其上层指标QA得分贡献度的权重系数；S4.基于所述QA得分和所述的权重系数，评估所述加氢裂化流程全局运行状况，定位所述加氢裂化流程全局运行中性能退化的环节和参数。在加氢裂化流程中，根据工艺方案，首先将加氢裂化流程划分为几个典型的生产工序。依照典型单段串联加氢裂化工艺流程，将加氢裂化流程简化为加氢精制、加氢裂化和分馏系统3个典型生产工序。此外由于加氢裂化流程全局运行状况受入口条件影响较大，且入口条件(原料油流量和原料油成分)波动也较大，因此可将入口条件看作虚拟工序，分析其对加氢裂化流程全局运行状况产生的直接影响，即加氢裂化流程可以简化为入口条件工序、加氢精制工序、加氢裂化工序和分馏系统工序。在一个优选实施例中，S1中所述生产工序的质量评估指标模型具体为：基于所述生产工序，依据产品质量目标，对所述每个典型的生产工序分别按照目标指标层、分目标指标层和操作指标层的结构，构建“树状”结构的所述生产工序的质量评估指标模型。在一个具体实施例中，按照产品质量目标，构建各典型生产工序的质量评估指标模型。将质量评估指标模型按总目标指标层、分目标指标层和操作指标层3部分划分，如图3。总目标指标层位于指标体系的最顶层，通常由一个或者多个综合质量指标构成，代表该工序质量评估指标体系的综合结果；操作指标层位于指标体系的最底层，由多个可直接通过现场监测系统实时获取的运行变量指标构成，这些指标可通过专家经验知识、操作模式分析或者RSIM模型计算分析，作出具体评价；分目标指标层位于以上两者之间，是总目标的具体外延，可包含多个层次，是对总目标指标层和操作指标层之间联系和作用机制的分析与说明。由于加氢裂化流程为连续生产方式，因此各生产工序可按照工艺方案进行前后工序划分，前一生产工序质量评估指标体系的总目标指标层为下一生产工序的操作指标层，综合所有生产工序的质量评估指标体系即可得到加氢裂化流程全局运行状况质量评估指标模型。其中，在本专利技术一个具体实施例中，S1具体为：S11.采用相似性度量的方法提取所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的稳态数据；S12.基于所述各指标质量标准要求的不同形式，计算在所述质量标准要求下所述各指标的稳态数据的过程能力指数Cpk。其中，常见的质量标准要求有双侧规范要求、单侧规范要求和有偏移情形3种。以加氢精制工序质量评估指标模型为例详述上述步骤：(1)选用长度为N的移动窗口对加氢裂化流程运行过程数据进行初选，分别获得L个运行过程数据样本，即X(1,N),X(2,N+1),…,X(L,N+L-1)；经PCA提取各样本数据的负载矩阵P(1，N),P(2，N+1),…,P(L,N+L-1)。按照公式(1)分别计算相邻时序负载矩阵的相似度，若连续L个样本的相似度都大于预先设定的某一阈值α，则认为所选的该L个运行过程数据为稳态数据，否则为非稳态数据。其中A表示负载矩阵的维数，即PCA的主元个数。(2)根据质量标准要求的不同形式，计算指标体系中各指标的过程能力指数，以加氢精制工序部分指标为例进行说明。按照加氢裂化流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加氢裂化流程全局运行状况评估与质量追溯方法，其特征在于，包括：S1.基于所述加氢裂化流程中每个典型的生产工序质量标准要求的不同形式，计算所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的过程能力指数Cpk；S2.基于所述过程能力指数Cpk，计算所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的QA得分；S3.基于所述各个指标的QA得分，利用多元线性回归分析法构建所述加氢裂化流程全局运行状况质量评估指标模型中每个指标对其上层指标QA得分贡献度的权重系数；S4.基于所述QA得分和所述的权重系数，评估所述加氢裂化流程全局运行状况，定位所述加氢裂化流程全局运行中性能退化的环节和参数。

【技术特征摘要】
1.一种加氢裂化流程全局运行状况评估与质量追溯方法，其特征在于，包括：S1.基于所述加氢裂化流程中每个典型的生产工序质量标准要求的不同形式，计算所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的过程能力指数Cpk；S2.基于所述过程能力指数Cpk，计算所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的QA得分；S3.基于所述各个指标的QA得分，利用多元线性回归分析法构建所述加氢裂化流程全局运行状况质量评估指标模型中每个指标对其上层指标QA得分贡献度的权重系数；S4.基于所述QA得分和所述的权重系数，评估所述加氢裂化流程全局运行状况，定位所述加氢裂化流程全局运行中性能退化的环节和参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述典型的生产工序包括：入口条件工序、加氢精制工序、加氢裂化工序和分馏系统。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，S1中所述生产工序的质量评估指标模型具体为：基于所述生产工序，依据产品质量目标，对所述每个典型的生产工序分别按照目标指标层、分目标指标层和操作指标层的结构，构建“树状”结构的所述生产工序的质量评估指标模型。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1具体为：S11.采用相似性度量的方法提取所述生产工序的质量评估指标模型中各指标的稳态数据；S12.基于所述各指标质量标准要求的不同形式，计算在所述质量标准要求下所述各指标稳态数据的过程能力指数Cpk。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2具体为：基于所述过程能力指数Cpk和相应的评价标准，构建过程能力指数Cpk与QA得分的关系模型，将各指标的过程能力指数转化成相应的QA得分。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述过程能力指数Cpk与QA得分的关系模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雅琳，李灵，袁小锋，胡芳香，阳春华，岑丽辉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43