基于混合建模的变换反应器产品预测与优化

石化行业智能化建设是“中国制造2025”的重要内容,加强信息物理系统(CPS)建设是实现石化行业智能化的重要保障。本文基于某炼化企业CPS建设需要,以变换装置建模为重点,采用混合建模方法进行模型的研发。通过Aspen plus模拟生产流程并进行灵敏度分析,模拟产生系列运行数据;利用混合建模方法对训练组数据进行挖掘,估算了反应器R2204的动力学参数,建立了混合模型,并采用预测组数据进行验证。结果表明,通过该方法所得模型在预测反应器出口最关键组分CO组成时相对偏差较小(25组数据平均偏差为2.78%,最大一组数据偏差不超过10%),证明模型可靠;基于此模型,对反应器进口流股S2220的温度和H_(2)O/CO摩尔比值进行了模拟优化,结果表明进料温度为201℃、H_(2)O/CO摩尔比值为51.35时,反应器出口CO的干基物质的量分数最小为0.406%,满足技术生产指标。本文采用混合建模方法建立的模型不仅可以准确地预测反应器的产品CO组成,还可以集成到工厂CPS系统中,为后续的决策优化提供依据。