本发明专利技术提供了一种乙烯裂解工艺的优化方法及装置，以及一种计算机可读存储介质。所述优化方法包括以下步骤：根据所述乙烯裂解工艺的优化目标，构建目标函数；获取乙烯裂解系统中多个乙烯裂解炉的运行特性；融合各所述乙烯裂解炉的运行特性，以确定所述乙烯裂解系统的决策变量；根据所述乙烯裂解工艺的实际情况，建立关于所述决策变量的多个约束条件；以及基于所述多个约束条件对所述目标函数进行优化求解，以确定各所述决策变量的优化参数。通过执行这些步骤，所述优化方法能够综合考虑整个乙烯裂解系统中多个乙烯裂解炉的操作参数，从而在乙烯裂解工艺的实际情况的限制下，实现整个乙烯裂解系统的多个裂解炉之间的协调优化及调度优化。及调度优化。及调度优化。
【技术实现步骤摘要】
一种乙烯裂解工艺的优化方法及装置
[0001]本专利技术涉及乙烯裂解技术，尤其涉及一种乙烯裂解工艺的优化方法、一种乙烯裂解工艺的优化装置，以及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]在乙烯的生产流程中，原料石油烃首先在裂解炉的对流段与稀释蒸汽混合预热，然后在辐射段的炉管内发生复杂的高温裂解反应，以产生由乙烯、丙烯和丁二烯等小分子组成的裂解气，最后经过压缩、分离操作得到乙烯、丙烯等主要产品。由于乙烯裂解炉的操作参数主要决定了乙烯等关键产品的收率，目前乙烯裂解优化的研究重点和热点主要集中在乙烯裂解炉上，仅限于单台裂解炉的处理容量、原料类型以及其他半连续操作特征的优化，而缺乏对整个乙烯生产流程的协调和调度优化。
[0003]然而，随着乙烯裂解工艺的日益成熟及其规模的逐渐扩大，目前大多数乙烯裂解厂的生产流程都需要基于数十台并行运行的不同类型的裂解炉来联合实现。而且，由于受到市场因素的影响，经济竞争加剧、裂解原料价格波动等一系列问题都对乙烯裂解工艺的优化程度提出了更高的要求。这些仅限于单台裂解炉的操作参数的现有优化方案，已经难以满足本领域的实际需求。
[0004]为了克服现有技术的上述缺陷，本领域亟需一种乙烯裂解工艺的优化技术，用于综合协调整个乙烯裂解系统中多个乙烯裂解炉的操作参数，从而在乙烯裂解工艺的实际情况的限制下，实现整个乙烯裂解系统的多个裂解炉之间的调度优化。
技术实现思路
[0005]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
[0006]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种乙烯裂解工艺的优化方法、一种乙烯裂解工艺的优化装置，以及一种计算机可读存储介质，能够综合协调整个乙烯裂解系统中多个乙烯裂解炉的操作参数，从而在乙烯裂解工艺的实际情况的限制下，实现整个乙烯裂解系统的多个裂解炉之间的调度优化。
[0007]具体来说，根据本专利技术的第一方面提供的上述乙烯裂解工艺的优化方法包括以下步骤：根据乙烯裂解工艺的优化目标，构建目标函数；获取乙烯裂解系统中多个乙烯裂解炉的运行特性；融合各所述乙烯裂解炉的运行特性，以确定所述乙烯裂解系统的决策变量；根据所述乙烯裂解工艺的实际情况，建立关于所述决策变量的多个约束条件；以及基于所述多个约束条件对所述目标函数进行优化求解，以确定各所述决策变量的优化参数。
[0008]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述优化目标包括所述乙烯裂解系统在整个裂解周期内的利润值最大化。所述根据所述乙烯裂解工艺的优化目标，构建目标函数的
步骤包括：根据所述乙烯裂解系统的至少一种目标产物的售价、销售量，以及所述乙烯裂解系统的清焦成本，确定指示所述利润值的目标函数。
[0009]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述目标产物包括乙烯和丙烯。所述目标函数被表示为：
[0010][0011]其中，P
l
为目标产物l的售价，D
i,j
为乙烯裂解炉j裂解原料i的处理量，α
i,j,l
为乙烯裂解炉j裂解原料i时对应主产物l的收率，t
i,j,k
为批次k的处理时间，Cs
i,j
为清焦成本，τ为清焦天数，T
cycle
为整个裂解周期，y
i,j,k
为二元变量，当乙烯裂解炉j在批次k裂解i时，其值为1，否则为0。
[0012]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述乙烯裂解炉的运行特性包括以下的至少一种：炉管外壁温度、至少一种目标产物的收率、裂解周期，以及至少一种原料的处理量。
[0013]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述乙烯裂解系统的决策变量包括以下的至少一种：至少一种原料的进料量、裂解周期、至少一个乙烯裂解炉的当前批次、至少一个批次的处理时间、至少一个批次的起始时间、至少一个批次的结束时间、至少一个批次处理的原料类型。
[0014]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述关于所述决策变量的多个约束条件包括以下的至少一种：物料平衡约束、整型约束、时间约束、非同步清焦约束、TMT条件约束、额外逻辑约束以及变量边界约束。
[0015]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述物料平衡约束被表示为：
[0016][0017]其中，F
i
为原料i的进料量，SV
i
为松弛变量。
[0018]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述整型约束被表示为：
[0019][0020][0021][0022]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述时间约束被表示为：
[0023][0024]S
1,1
＝T
cycle
[0025][0026][0027][0028][0029][0030]其中，t
U
和t
L
分别为裂解原料时的批处理时间上限和批处理时间下限，S
j,k
和E
j,k
分别为裂解炉j的批次k的开始时间和结束时间。
[0031]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述非同步清焦约束被表示为：
[0032][0033]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述TMT条件约束被表示为：
[0034][0035]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述额外逻辑约束被表示为：
[0036][0037]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述变量边界约束被表示为：
[0038]T
cycle
＞0,
[0039][0040][0041][0042]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述整型约束被进一步表示为：
[0043][0044][0045][0046]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述时间约束被进一步表示为：
[0047][0048][0049]S
1,1
＝T
cycle
[0050][0051][0052][0053][0054][0055]其中，t
U1
和t
L1
分别为裂解轻质原料时的批处理时间上限和批处理时间下限，t
U2
和t
L2
分别为裂解重质原料时的批处理时间上限和批处理时间下限，S
j,k
和E
j,k
分别为裂解炉j的批次k的开始时间和结束时间。
[0056]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述额外逻辑约束被进一步表示为：
[0057][0058]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述乙烯裂解炉先裂解轻质原料再裂解重质原料，以延长其运行周期。
[0059]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述基于所述多本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种乙烯裂解工艺的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：根据乙烯裂解工艺的优化目标，构建目标函数；获取乙烯裂解系统中多个乙烯裂解炉的运行特性；融合各所述乙烯裂解炉的运行特性，以确定所述乙烯裂解系统的决策变量；根据所述乙烯裂解工艺的实际情况，建立关于所述决策变量的多个约束条件；以及基于所述多个约束条件对所述目标函数进行优化求解，以确定各所述决策变量的优化参数。2.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述优化目标包括所述乙烯裂解系统在整个裂解周期内的利润值最大化，所述根据所述乙烯裂解工艺的优化目标，构建目标函数的步骤包括：根据所述乙烯裂解系统的至少一种目标产物的售价、销售量，以及所述乙烯裂解系统的清焦成本，确定指示所述利润值的目标函数。3.如权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述目标产物包括乙烯和丙烯，所述目标函数被表示为：其中，P
l
为目标产物l的售价，D
i,j
为乙烯裂解炉j裂解原料i的处理量，α
i,j,l
为乙烯裂解炉j裂解原料i时对应主产物l的收率，t
i,j,k
为批次k的处理时间，Cs
i,j
为清焦成本，τ为清焦天数，T
cycle
为整个裂解周期，y
i,j,k
为二元变量，当乙烯裂解炉j在批次k裂解i时，其值为1，否则为0。4.如权利要求1～3中任一项所述的优化方法，其特征在于，所述乙烯裂解炉的运行特性包括以下的至少一种：炉管外壁温度、至少一种目标产物的收率、裂解周期，以及至少一种原料的处理量。5.如权利要求4所述的优化方法，其特征在于，所述乙烯裂解系统的决策变量包括以下的至少一种：至少一种原料的进料量、裂解周期、至少一个乙烯裂解炉的当前批次、至少一个批次的处理时间、至少一个批次的起始时间、至少一个批次的结束时间、至少一个批次处理的原料类型。6.如权利要求5所述的优化方法，其特征在于，所述关于所述决策变量的多个约束条件包括以下的至少一种：物料平衡约束、整型约束、时间约束、非同步清焦约束、TMT条件约束、额外逻辑约束以及变量边界约束。7.如权利要求6所述的优化方法，其特征在于，所述物料平衡约束被表示为：其中，F
i
为原料i的进料量，SV
i
为松弛变量，和/或所述整型约束被表示为：
和/或所述时间约束被表示为：S
1,1
＝T
cyclecyclecyclecyclecycle
其中，t
【专利技术属性】
技术研发人员：杜文莉，王振雷，钱锋，叶贞成，周钊，田洲，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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