确定化学生产工厂中的操作条件制造技术

提供了用于确定包括至少一个催化反应器的化学生产工厂的操作条件的系统和方法。经由通信接口接收(10)操作数据和催化剂老化指标。确定(14)用于预定生产运行或当前生产运行的操作条件的至少一个目标操作参数。用于操作条件的至少一个目标操作参数可用于监视和/或控制化学生产工厂。制化学生产工厂。制化学生产工厂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定化学生产工厂中的操作条件


[0001]本公开涉及用于确定包括至少一个催化反应器的化学生产工厂的预定或当前生产运行中的操作条件的系统、方法和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]催化反应器广泛用于化学工业，以将原材料转化为有价值的化学品。催化剂的性能—如转化率、选择性和产率—与反应器的操作参数和催化剂的老化有关。为了达到某些性能目标，工厂操作者必须根据经验和工程知识调节反应器参数。通常，基于动力学、传热和传质现象的反应器模型用于描述催化剂的性能并且实现反应器操作的更直接的控制。然而，这种模型很复杂，并且动力学和传输参数的实验确定非常繁琐和昂贵。
[0003]最近，发布了混合类型的模型，它们部分地依赖于过程知识，但也使用机器学习方法。例如，Clough和Ramirez(AIChEJ 22,1976,p.1097)以及Gujarati和Babu(Chem.Eng.Sci.65,2010,p.2009)发表了用于苯乙烯反应器的基于知识的模型，并用它来优化使苯乙烯产率或工艺经济性最大化的反应器操作。在这两种情况下，动力学速率方程和系数取自以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定包括至少一个催化反应器的化学生产工厂的操作条件的系统，所述系统包括通信接口和与所述通信接口通信的处理设备，(a)对于预定生产运行，所述系统被配置为：
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经由所述通信接口接收(10)指示用于所述预定生产运行的预定义操作条件的操作数据，
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经由所述通信接口接收(10)与所述催化剂已经在所述预定生产运行中被使用的时间段相关联的催化剂老化指标，
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使用数据驱动模型基于所述操作数据和所述催化剂老化指标，经由所述处理设备确定(14)用于所述预定生产运行的所述操作条件的至少一个目标操作参数，其中，所述数据驱动模型根据训练数据集参数化，其中，所述训练数据集基于包括操作数据、催化剂老化指标和所述至少一个目标操作参数的历史数据集，
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经由所述通信接口提供(16)用于所述预定生产运行的所述操作条件的所述至少一个目标操作参数，或者(b)对于当前生产运行的变化，所述系统被配置为：
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经由所述通信接口接收(10)指示用于所述当前生产运行的当前操作条件的所测量的操作数据，其中，至少一个操作数据点包括指示所述当前操作条件的所述变化的期望操作值，
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经由所述通信接口接收(10)与所述催化剂已经在所述当前生产运行中被使用的时间段相关联的催化剂老化指标，
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使用数据驱动模型基于所述操作数据和所述催化剂老化指标，经由所述处理设备确定(14)用于所述当前生产运行的所述变化的所述操作条件的至少一个目标操作参数，其中，所述数据驱动模型根据训练数据集参数化，其中，所述训练数据集基于包括操作数据、催化剂老化指标和所述至少一个目标操作参数的历史数据集，
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经由所述通信接口提供(16)用于所述当前生产运行的所述变化的所述操作条件的所述至少一个目标操作参数。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述操作数据包括通过安装在所述化学生产工厂中的传感器测量的传感器数据，直接或间接从该传感器数据导出的量，在从所述化学生产工厂取得的样品中测量的分析数据，和/或直接或间接从该分析数据导出的量。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述系统被配置为
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经由所述通信接口接收(10)指示物理工厂布局的工厂元数据，以及
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使用数据驱动模型另外基于所述工厂元数据经由所述处理单元确定(14)至少一个目标操作参数，其中，所述训练数据集基于另外包括工厂元数据的历史数据集。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统进一步被配置为在确定所述至少一个目标操作参数之前经由所述处理设备预处理(12)所述操作数据和所述工厂元数据，其中，所述预处理包括独立于所述物理工厂布局的量的转换。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述历史数据集包括来自多次运行、多个工厂和/或多个催化剂批次的数据。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述催化剂老化指标基于时间点，时间段，从时间相关操作数据导出的量，和/或从时间相关操作数据累积导出的量。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为基于确定离散时间点的目标操作参数的短期模型或确定一段时间的目标操作参数的长期模型，经由所述处理单元确定至少一个目标操作参数。8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置为经由所述通信接口接收(10)如在所述当前或之前的生产运行期间直至预测时间点所测量、预测或导出的所述至少一个目标操作参数的时间序列，其中，所述系统进一步被配置为使用所述数据驱动模型基于所述操作数据、所述至少一个目标操作参数的所述时间序列、所述催化剂老化指标和可选的所述工厂元数据，经由所述处理单元确定(14)所述预测时间点之后的一个或多个时间点的至少一个目标操作参数，其中，所述数据驱动模型包括固有时间相关性。9.一种用于优化化学生产工厂的操作条件的系统，所述系统包括：根据权利要求1至8中任一项所述的系统以及与所述通信接口通信的优化处理设备，所述优化处理设备被配置为：
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对于如(a)对于预定生产运行或(b)对于当前生产运行的变化所确定的多于一种的操作条件，经由所述通信接口接收(18)所确定的目标操作参数，
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基于所接收的用于每个操作条件的所述目标操作参数，经由所述优化处理设备确定(18)目标操作参数的最小值或最大值，或者从所述目标操作参数导出的优化参数的最小值或最大值，
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经由所述通信接口提供(18)指示(a)所述预定生产运行或(b)所述当前生产运行中的最优操作条件的所述最小值或最大值。10.一种生产监视和/或控制系统，包括通信接口，所述通信接口通信地耦合到根据权利要求1至8中任一项所述的用于确定所述操作条件的系统或根据权利要求9所述的用于优化所述操作条件的系统。11.根据权利要求10所述的生产监视和/或控制系统，包括显示设备，所述显示设备被配置为接收和显示所确定的操作条件；或包括控制单元，所述控制单元被配置为接收所确定的操作条件并基于所确定的操作条件来控制所述化学生产工厂中的所述当前生产运行或所述预定生产运行。12.一种用于确定包括至少一个催化反应器的化学生产工厂的操作条件的计算机实现方法，所述方法包括以下步骤：(a)对于预定生产运行，所述方法包括以下步骤：
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经由所述通信接口接收(10)指示用于所述预定生产运行的预定义操作条件的操作数据，
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经由所述通...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：