本發(fā)明涉及化工自動(dòng)控制，具體地涉及一種裂解爐操作的優(yōu)化方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及處理器。

背景技術(shù)：

1、乙烯和丙烯是石油化工最基本的原料，是生產(chǎn)各種重要有機(jī)化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)，其制取方法很多，但以管式爐蒸汽裂解技術(shù)最為成熟，因此管式裂解爐的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)量和技術(shù)，都標(biāo)志著一個(gè)國家石化工業(yè)的發(fā)展水平。

2、管式裂解爐由對(duì)流段和輻射段組成。裂解原料和稀釋蒸汽按照一定比例混合后，首先在對(duì)流段爐管內(nèi)加熱，原料氣化并過熱至起始裂解溫度(即橫跨溫度)，然后進(jìn)入輻射段爐管進(jìn)行裂解反應(yīng)。裂解爐底部和/或側(cè)壁布置有燃料氣噴嘴，燃料氣由此進(jìn)入裂解爐爐膛內(nèi)部，借助燃料氣的燃燒提供裂解反應(yīng)所需熱量，裂解原料發(fā)生裂解反應(yīng)生成以乙烯、丙烯、丁二烯等裂解產(chǎn)品，再進(jìn)入下游工序進(jìn)行冷卻和分離。

3、在裂解生產(chǎn)過程中，裂解爐操作條件會(huì)對(duì)其收率產(chǎn)生顯著影響。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，對(duì)裂解爐操作條件的調(diào)整主要有兩種方式：一種是根據(jù)裂解爐制造商提供的參考值和人工經(jīng)驗(yàn)，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中裂解油品來源通常不固定，并且生產(chǎn)過程中會(huì)根據(jù)需要切換不同的油品，因此，當(dāng)前的人工經(jīng)驗(yàn)無法實(shí)現(xiàn)對(duì)裂解爐最優(yōu)操作狀況的優(yōu)化和調(diào)整；另一種方式是利用在線組分分析儀測(cè)量裂解氣中關(guān)鍵組分的相對(duì)含量，以此為參考對(duì)生產(chǎn)操作條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。但在線分析儀表分析完成一個(gè)樣品需要一定時(shí)間，具有很大的滯后性和隨機(jī)性，不利于裂解爐的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)若在線分析儀發(fā)生故障，這種操作方式將會(huì)失效，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐闪呀鉅t的緊急停車，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，想要實(shí)現(xiàn)對(duì)裂解爐操作條件的快速優(yōu)化及調(diào)整，迫切需要一種快速有效的裂解爐實(shí)時(shí)操作優(yōu)化方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種裂解爐操作的優(yōu)化方法，通過該方法可以快速有效的優(yōu)化裂解爐實(shí)時(shí)操作。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種裂解爐操作的優(yōu)化方法，該方法包括：

3、持續(xù)獲取裂解爐的裂解深度，并形成反映在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)裂解爐運(yùn)行效果變化的第一曲線；

4、持續(xù)獲取裂解爐的操作參數(shù)，并將操作參數(shù)輸入深度學(xué)習(xí)的第一預(yù)測(cè)模型，以得到在當(dāng)前時(shí)刻t后的t+t0時(shí)刻的裂解爐裂解深度的第一預(yù)測(cè)值，并形成反映在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)裂解爐運(yùn)行效果變化的第二曲線；

5、持續(xù)獲取裂解爐的反應(yīng)條件參數(shù)，并將反應(yīng)條件參數(shù)輸入深度學(xué)習(xí)的第二預(yù)測(cè)模型，以得到在當(dāng)前時(shí)刻t后的t+t0時(shí)刻的裂解爐裂解深度的第二預(yù)測(cè)值，并形成反映在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)裂解爐運(yùn)行效果變化的第三曲線；及

6、分別計(jì)算第一曲線、第二曲線、第三曲線兩兩之間的相似度，在其中任意一者超出預(yù)設(shè)的相似度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，校正裂解爐操作以使得第一曲線、第二曲線、第三曲線的變化趨勢(shì)相一致。

7、優(yōu)選的，根據(jù)裂解原料及裂解反應(yīng)機(jī)理確定裂解深度，其中，裂解深度包括裂解氣中乙烯含量、或者裂解氣中丙烯乙烯含量比值；

8、持續(xù)獲取裂解爐的裂解深度，包括：

9、通過氣相色譜儀測(cè)量當(dāng)前時(shí)刻裂解氣中各目標(biāo)成分的含量；及

10、根據(jù)各目標(biāo)成分的含量，計(jì)算裂解深度。

11、優(yōu)選的，操作參數(shù)為根據(jù)裂解爐爐管類型、裂解爐型號(hào)確定的裂解爐操作控制情況，操作參數(shù)包括以下中的一者或多者：總蒸汽進(jìn)料比、進(jìn)料總量、cot、目標(biāo)出口溫度、各爐管組的進(jìn)料量、給水流量、底部燃料氣流量、側(cè)壁燃料流量、汽包液位量、輻射段爐膛壓力、及進(jìn)料橫跨段壓力。

12、進(jìn)一步的，第一預(yù)測(cè)模型為經(jīng)過訓(xùn)練的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，采用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集包括一組訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練樣本為當(dāng)前裂解爐在裂解當(dāng)前原料的歷史操作數(shù)據(jù)，訓(xùn)練樣本包括操作參數(shù)樣本值及相應(yīng)的裂解深度樣本值；

13、第一預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練過程包括：

14、獲取初始化的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為操作參數(shù)樣本值，輸出為裂解深度預(yù)測(cè)值；

15、將操作參數(shù)樣本值輸入長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，通過誤差損失函數(shù)計(jì)算裂解深度預(yù)測(cè)值與裂解深度樣本值的偏差；

16、在偏差小于第一預(yù)設(shè)閾值或訓(xùn)練達(dá)到第一預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，結(jié)束訓(xùn)練，否則修正長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，繼續(xù)下一輪訓(xùn)練；及

17、選取偏差最小者作為最終的第一預(yù)測(cè)模型。

18、優(yōu)選的，反應(yīng)條件參數(shù)為根據(jù)裂解原料的反應(yīng)機(jī)理確定的裂解反應(yīng)的進(jìn)料比例、裂解氣及中間產(chǎn)物含量、及裂解反應(yīng)的溫度、壓力條件的監(jiān)測(cè)值，反應(yīng)條件參數(shù)包括以下中的一者或多者：裂解氣壓力、底部燃料氣壓力、各爐管組的溫度偏差和cot偏差、各爐管組的進(jìn)料橫跨段溫度、裂解氣出廢熱鍋爐溫度、爐膛溫度、各組進(jìn)料爐出口溫度、各組進(jìn)料混合預(yù)熱一段出口溫度。

19、進(jìn)一步的，第二預(yù)測(cè)模型為經(jīng)過訓(xùn)練的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，采用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集包括一組訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練樣本為當(dāng)前裂解爐在裂解當(dāng)前原料的歷史反應(yīng)條件數(shù)據(jù)，訓(xùn)練樣本包括反應(yīng)條件參數(shù)樣本值及相應(yīng)的裂解深度樣本值；

20、第二預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練過程包括：

21、獲取初始化的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為反應(yīng)條件參數(shù)樣本值，輸出為裂解深度預(yù)測(cè)值；

22、將反應(yīng)條件參數(shù)樣本值輸入長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，通過誤差損失函數(shù)計(jì)算裂解深度預(yù)測(cè)值與裂解深度樣本值的偏差；

23、在偏差小于第二預(yù)設(shè)閾值或訓(xùn)練達(dá)到第二預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，結(jié)束訓(xùn)練，否則修正長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，繼續(xù)下一輪訓(xùn)練；及

24、選取偏差最小者作為最終的第二預(yù)測(cè)模型。

25、優(yōu)選的，訓(xùn)練數(shù)據(jù)集為采集裂解爐的歷史工況數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分類和篩選得到的，其中，

26、歷史工況數(shù)據(jù)包括：裂解原料油品性質(zhì)、裂解爐爐管類型、dcs監(jiān)控的相關(guān)參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的乙烯收率和丙烯收率；

27、對(duì)歷史工況數(shù)據(jù)的分類包括：根據(jù)裂解原料性質(zhì)對(duì)裂解屬性進(jìn)行分類，分類依據(jù)為以下性能指標(biāo)中的一者或多者：油品的相對(duì)密度、餾程、族組成、粘度、氫含量、平均分子量；

28、對(duì)歷史工況數(shù)據(jù)的篩選包括刪除符合以下情況的工況數(shù)據(jù)：相關(guān)參數(shù)、乙烯收率、及丙烯收率中任意一者的誤差超出相應(yīng)預(yù)設(shè)范圍的，或者存在異常工況的。

29、優(yōu)選的，預(yù)設(shè)時(shí)間段為n1分鐘，t0為n2分鐘，n1、n2均為0-300之間。

30、優(yōu)選的，n和n2均為1-30之間。

31、可選的，裂解爐為1、1-1、2-1、4-1、4-1-1-1、2-1-1-1、1-1-1-1、或者8-4-2-1爐型。

32、可選的，裂解爐的裂解原料為乙烷、丙烷、lpg、石腦油、柴油、航空煤油、或者加氫尾油。

33、另一方面，本發(fā)明提供一種裂解爐操作的優(yōu)化裝置，該裝置包括：

34、運(yùn)行監(jiān)測(cè)模塊，持續(xù)獲取裂解爐的裂解深度，并形成反映在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)裂解爐運(yùn)行效果變化的第一曲線；

35、第一預(yù)測(cè)模塊，持續(xù)獲取裂解爐的操作參數(shù)，并將操作參數(shù)輸入深度學(xué)習(xí)的第一預(yù)測(cè)模型，以得到在當(dāng)前時(shí)刻t后的t+t0時(shí)刻的裂解爐裂解深度的第一預(yù)測(cè)值，并形成反映在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)裂解爐運(yùn)行效果變化的第二曲線；

36、第二預(yù)測(cè)模塊，持續(xù)獲取裂解爐的反應(yīng)條件參數(shù)，并將反應(yīng)條件參數(shù)輸入深度學(xué)習(xí)的第二預(yù)測(cè)模型，以得到在當(dāng)前時(shí)刻t后的t+t0時(shí)刻的裂解爐裂解深度的第二預(yù)測(cè)值，并形成反映在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)裂解爐運(yùn)行效果變化的第三曲線；

37、校正模塊，分別計(jì)算第一曲線、第二曲線、第三曲線兩兩之間的相似度，在其中任意一者超出預(yù)設(shè)的相似度標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，校正裂解爐操作以使得第一曲線、第二曲線、第三曲線的變化趨勢(shì)相一致。

38、優(yōu)選的，操作參數(shù)為根據(jù)裂解爐爐管類型、裂解爐型號(hào)確定的裂解爐操作控制情況，操作參數(shù)包括以下中的一者或多者：總蒸汽進(jìn)料比、進(jìn)料總量、cot、目標(biāo)出口溫度、各爐管組的進(jìn)料量、給水流量、底部燃料氣流量、側(cè)壁燃料流量、汽包液位量、輻射段爐膛壓力、及進(jìn)料橫跨段壓力；

39、第一預(yù)測(cè)模型為經(jīng)過訓(xùn)練的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，采用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集包括一組訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練樣本為當(dāng)前裂解爐在裂解當(dāng)前原料的歷史操作數(shù)據(jù)，包括操作參數(shù)樣本值及相應(yīng)的裂解深度樣本值；

40、第一預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練過程包括：

41、獲取初始化的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為操作參數(shù)樣本值，輸出為裂解深度預(yù)測(cè)值；

42、將操作參數(shù)樣本值輸入長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，通過誤差損失函數(shù)計(jì)算裂解深度預(yù)測(cè)值與裂解深度樣本值的偏差；

43、在偏差小于第一預(yù)設(shè)閾值或訓(xùn)練達(dá)到第一預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，結(jié)束訓(xùn)練，否則修正長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，繼續(xù)下一輪訓(xùn)練；及

44、選取偏差最小者作為最終的第一預(yù)測(cè)模型。

45、優(yōu)選的，反應(yīng)條件參數(shù)為根據(jù)裂解原料的反應(yīng)機(jī)理確定的裂解反應(yīng)的進(jìn)料比例、裂解氣及中間產(chǎn)物含量、及裂解反應(yīng)的溫度、壓力條件的監(jiān)測(cè)值，反應(yīng)條件參數(shù)包括以下中的一者或多者：裂解氣壓力、底部燃料氣壓力、各爐管組的溫度偏差和cot偏差、各爐管組的進(jìn)料橫跨段溫度、裂解氣出廢熱鍋爐溫度、爐膛溫度、各組進(jìn)料爐出口溫度、各組進(jìn)料混合預(yù)熱一段出口溫度；

46、第二預(yù)測(cè)模型為經(jīng)過訓(xùn)練的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，采用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集包括一組訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練樣本為當(dāng)前裂解爐在裂解當(dāng)前原料的歷史反應(yīng)條件數(shù)據(jù)，訓(xùn)練樣本包括反應(yīng)條件參數(shù)樣本值及相應(yīng)的裂解深度樣本值；

47、第二預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練過程包括：

48、獲取初始化的長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為反應(yīng)條件參數(shù)樣本值，輸出為裂解深度預(yù)測(cè)值；

49、將反應(yīng)條件參數(shù)樣本值輸入長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，通過誤差損失函數(shù)計(jì)算裂解深度預(yù)測(cè)值與裂解深度樣本值的偏差；

50、在偏差小于第二預(yù)設(shè)閾值或訓(xùn)練達(dá)到第二預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，結(jié)束訓(xùn)練，否則修正長短期記憶網(wǎng)絡(luò)模型，繼續(xù)下一輪訓(xùn)練；及

51、選取偏差最小者作為最終的第二預(yù)測(cè)模型。

52、進(jìn)一步的，訓(xùn)練數(shù)據(jù)集為采集裂解爐的歷史工況數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分類和篩選得到的，其中，

53、歷史工況數(shù)據(jù)包括：裂解原料油品性質(zhì)、裂解爐爐管類型、dcs監(jiān)控的相關(guān)參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的乙烯收率和丙烯收率；

54、對(duì)歷史工況數(shù)據(jù)的分類包括：根據(jù)裂解原料性質(zhì)對(duì)裂解屬性進(jìn)行分類，分類依據(jù)為以下性能指標(biāo)中的一者或多者：油品的相對(duì)密度、餾程、族組成、粘度、氫含量、平均分子量；

55、對(duì)歷史工況數(shù)據(jù)的篩選包括刪除符合以下情況的工況數(shù)據(jù)：相關(guān)參數(shù)、乙烯收率、及丙烯收率中任意一者的誤差超出相應(yīng)預(yù)設(shè)范圍的，或者存在異常工況的。

56、另一方面，本發(fā)明提供一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有指令，該指令用于使得機(jī)器執(zhí)行本技術(shù)的裂解爐操作的優(yōu)化方法。

57、另一方面，本發(fā)明提供一種處理器，用于運(yùn)行程序，其中，程序被運(yùn)行時(shí)用于執(zhí)行本技術(shù)的裂解爐操作的優(yōu)化方法。

58、通過上述技術(shù)方案，獲取裂解爐在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)運(yùn)行效果變化的第一曲線，代表裂解爐在該時(shí)段內(nèi)的效果的運(yùn)行值的變化趨勢(shì)，再通過深度學(xué)習(xí)的第一預(yù)測(cè)模型和裂解爐的操作參數(shù)，形成反映在同一時(shí)間段內(nèi)裂解爐運(yùn)行效果變化的第二曲線，代表裂解爐在該時(shí)段內(nèi)的效果的第一預(yù)測(cè)值的變化趨勢(shì)，然后再通過深度學(xué)習(xí)的第二預(yù)測(cè)模型和裂解爐的反應(yīng)條件參數(shù)，形成反映在同一時(shí)間段內(nèi)裂解爐運(yùn)行效果變化的第三曲線，代表裂解爐在該時(shí)段內(nèi)的效果的第二預(yù)測(cè)值的變化趨勢(shì)，最后比較在該時(shí)段內(nèi)三種曲線的變化趨勢(shì)，并在變化趨勢(shì)不相符合的情況下，校正裂解爐的操作，能夠?qū)崟r(shí)的優(yōu)化裂解爐操作。

59、本發(fā)明實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。