專利名稱:一種乙烯精餾塔塔頂乙烷濃度的實時測量儀表的制作方法
技術領域:
本發明屬于化工技術領域,特別涉及一種乙烯精餾塔塔頂乙烷濃度的實時測量儀表。
背景技術:
乙烯精餾塔的主要作用是將乙烯和乙烷進行分離,塔頂產出聚合級高純度乙烯產品,塔底產出的乙烷循環至裂解爐作裂解料。其工藝流程如
圖1所示。塔進料的主要組分是乙烯和乙烷,并含有少量甲烷、氫氣和丙烯。塔精餾段主要用于乙烯和輕組分的分離,塔頂餾出物經塔頂冷凝器的丙烯冷劑冷凝后,進入乙烯精餾塔回流罐,從而將冷凝的乙烯和未被冷凝的輕組分分離,冷凝的乙烯經回流泵加壓后,作為回流返回乙烯精餾塔。在塔內部,回流液與塔釜上升的氣體在塔板上對流接觸,經過熱和質的交換,小部分液體作為成品乙烯側線出料,大部分液體繼續流向塔釜,經塔底再沸器中的丙烯熱媒加熱又氣化上升。聚合級乙烯產品從乙烯塔側線采出后,送至乙烯球罐貯存。從乙烯精餾塔塔釜采出的物料則主要為乙烷,并含有少量乙烯和重組分,最后送到裂解爐作為裂解原料。由于從乙烯精餾塔塔頂采出的乙烯產品中乙烯純度要求高(> 99. 95% ),所以很難對產品中乙烯濃度進行直接控制,實際生產中選擇控制乙烯產品中的主要“雜質”,即乙烷的濃度,以保證乙烯濃度在設定的變化范圍內。完成這一功能的主要包含回流罐液位控制、乙烷濃度控制和回流比控制三個模塊。塔頂乙烷濃度的控制輸出直接關系到回流比控制器的設定值,并影響乙烯產品采出的質量。然而,現場用于產品組分分析的色譜分析儀具有較長時間的分析滯后(一般為8 iaiiin),難以用于實時反饋控制。目前,為了克服精餾塔塔頂乙烷濃度測量的缺陷,已經有根據流程模擬結果和現場數據信息,將兩層結構的前向(BP)神經網絡或徑向基(RBF)神經網絡應用于塔塔頂乙烷濃度的軟測量,通過輔助變量推斷出乙烷濃度值。但是由于BP網絡存在局部最小問題,并且收斂速度慢,而合適的RBF網絡隱層中心點位置和徑向基函數擴展寬度通常難以確定, 這些都影響了乙烷濃度測量估計的實時性和有效性,使得乙烷濃度控制不能達到良好的效^ ο
發明內容
本發明的目的是提供一種乙烯精餾塔塔頂乙烷濃度的實時測量儀表,以解決現有技術中對乙烷濃度控制不佳的問題。本發明的技術方案是,一種乙烯精餾塔塔頂乙烷濃度的實時測量儀表,包括第一裝置,用于用動態超變異免疫算法DHIA自動求取乙烷濃度軟儀表的隱層中心點的位置和徑向基函數的擴展寬度;第二裝置,用最小二乘法直接計算乙烷濃度測量軟儀表的輸出權值;其中,第一裝置還包括將構造乙烷濃度測量軟儀表的RBF神經網絡結構初始化的模塊,該模塊將網絡中心點和擴展寬度表示為抗體;訓練RBF神經網絡,用DHIA算法自動優化確定網絡的中心c和擴展寬度δ的模塊,該模塊的具體運行步驟是a)根據RBF網絡結構,求抗體親和度;i.對網絡的中心c和擴展寬度δ組成的抗體進行解碼,并采用下式表示的高斯函數作為激活函數計算隱層網絡的輸出
權利要求
1. 一種乙烯精餾塔塔頂乙烷濃度的實時測量儀表,其特征在于,包括 第一裝置,用于用動態超變異免疫算法DHIA自動求取乙烷濃度軟儀表的隱層中心點的位置和徑向基函數的擴展寬度;第二裝置,用最小二乘法直接計算乙烷濃度測量軟儀表的輸出權值; 其中,第一裝置還包括將構造乙烷濃度測量軟儀表的RBF神經網絡結構初始化的模塊,該模塊將網絡中心點和擴展寬度表示為抗體;訓練RBF神經網絡,用DHIA算法自動優化確定網絡的中心c和擴展寬度δ的模塊,該模塊的具體運行步驟是a)根據RBF網絡結構,求抗體親和度;i.對網絡的中心c和擴展寬度δ組成的抗體進行解碼,并采用下式表示的高斯函數作為激活函數計算隱層網絡的輸出
全文摘要
本發明公開了一種乙烯精餾塔塔頂乙烷濃度的實時測量儀表,包括第一裝置,用于用動態超變異免疫算法DHIA自動求取乙烷濃度軟儀表的隱層中心點的位置和徑向基函數的擴展寬度;第二裝置,用最小二乘法直接計算乙烷濃度測量軟儀表的輸出權值。本發明的方法可以避免局部極值問題,并解決RBF網絡參數設定難的問題,以增強乙烷濃度間接測量軟儀表的自適應性和泛化能力,不僅有效避免色譜分析儀和人工分析值的滯后所帶來的不良影響,還提高了預測塔頂乙烷濃度的準確度,解決乙烷濃度實時反饋控制的難題。
文檔編號G06N3/02GK102375936SQ20111030436
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者何宏, 譚永紅 申請人:上海師范大學