Разработка алгоритмов интеллектуализации системы управления реакторным блоком технологической установки каталитического крекинга на основе нечетких продукционных моделей

• Автор: Вялых, Илья Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Содержание
Введение.

1. Технологический процесс каталитического крекинга

1.1. Назначение процесса каталитического крекинга

1.2. Общая характеристика установки каталитического крекинга КК1.

1.2.1. Блок подогрева сырья

1.2.2. Реакторный блок.

1.2.3. Фракционирующая часть.

1.2.4. Блок стабилизации бензина.

1.3. Установка каталитического крекинга как объект управления.

1.3.1. Фракционирующая часть установки каталитического крекинга как

объект управления
1.3.2. Реакторный блок установки каталитического крекинга как объект
управления.
1.4. Обзор существующих систем управления
1.4.1. Система управления температурным режимом реактора.
1.4.2. Система управления режимом регенерации
1.4.3. Система управления циркуляцией катализатора.
1.5. Алгоритмы управления установками каталитического крекинга.
1.6. Постановка цели и задач исследования
1.7. Выводы по главе.
2. Математическое моделирование реакторного блока установки каталитического крекинга.
2.1. Классификация математических моделей
2.2. Сравнительный анализ моделей
2.3. Математическая модель реактора
2.4. Математическая модель регенератора
2.5. Решение уравнений модели реакторного блока
2.6. Адаптация математической модели реакторного блока.
2.7. Факторы, влияющие на процесс каталитического крекинга.
2.7.1. Влияние расхода сырья.
2.7.2. Влияние циркуляции катализатора.
2.7.3. Влияние температуры ГПС на выход целевых продуктов
2.7.4. Давление
2.7.5. Остаточная концентрация кокса на катализаторе.
2.8. Обсуждение результатов моделирования
2.9. Выводы по главе.
3. Алгоритм управления реакторным блоком.
3.1. Взаимосвязь основных технологических переменных процесса
реакторнорегенераторного блока
3.2. Влияние температуры на расход воздуха.
3.3. Обоснование подхода к формированию алгоритма управления.
3.3.1. Формирование функций принадлежности
3.3.2. Формирование правил логического вывода.
3.4. Алгоритм управления.
3.5. Выводы
4. Практическая реализация алгоритма управления реакторным блоком
4.1. Проверка алгоритма управления на статистических данных
4.2. Проверка алгоритма управления на математической модели
4.2.1. Реакция на возмущение по составу сырья
4.2.2. Реакция на возмущение по температуре воздуха
4.3. Реализация алгоритма управления.
4.4. Функциональная схема управления установкой
4.5. Выводы.
Заключение
Список литературы


Исследования, выполненные в работе, опираются на теоретические основы химической технологии, методы физической химии, теории систем и теории управления, теории нечетких множеств, статистики, а также на математическое моделирование, натурный (наблюдение за режимом работы промышленной технологической установки) и вычислительный эксперимент, метод экспертных оценок. Практическое значение работы. Алгоритмы нечеткого управления и их компьютерная реализация приведены к виду, позволяющему интегрировать их по протоколу ОРС DA (OLE for Process Control Data Access) и применять в действующей промышленной автоматизированной системе в супервизорном или автоматическом режиме. Разработанные методики построения адаптивных нечетких продукционных моделей представления экспертных данных и параметризации математической модели по экспериментальным данным технологического режима реакторного блока предназначены для применения в подразделении нефтеперерабатывающего предприятия, осуществляющего инженерноисследовательскую поддержку действующих технологических установок. Математическая модель и система нечеткого управления могут быть использованы также в тренажере для обучения персонала установки каталитического крекинга. Основные положения диссертации могут быть применены в интеллектуальных системах управления процессами химических и других производств. Реализация результатов работы. Автоматизация технологических процессов и производств» ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет». Апробация работы. XIX международной научной конференции ММТТ- (г. Воронеж ), XXII международной научной конференции ММТТ- (г. Псков ), XXIII международной научной конференции ММТТ- (г. Саратов ), 2-ом международном форуме «Актуальные проблемы современной науки» (Самара ), 3-ем международном форуме «Актуальные проблемы современной науки» (Самара ). Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано научных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех основных глав, заключения, списка литературы из 0 наименований, приложения. Основная часть работы изложена на 4 страницах машинописного текста, содержит рисунков. В первой главе произведен анализ технологического процесса установки каталитического крекинга, литературных источников с алгоритмами и системами управления установками каталитического крекинга. Сформулированы цель и задачи диссертационного исследования. Во второй главе по литературным источникам выбрана математическая модель реакторного блока установки каталитического крекинга, произведена ее параметрическая идентификация. Проверена адекватность модели с использованием экспериментальных данных. В четвертой главе выполнена проверка разработанного алгоритма методом имитационного моделирования с применением математической модели реакторного блока. Представлена функциональная схема управления установкой каталитического крекинга с интеграцией нечеткого алгоритма управления. В заключении сформулированы основные выводы и результаты диссертационной работы. Основное назначение каталитического крекинга — получение высокооктановых компонентов бензина. Крекинг осуществляется при 0-0 °С и является процессом качественного изменения сырья, т. В зависимости от сырья и условий процесса выход бензина С5+ при крекинге составляет — вес. Наряду с бензином образуются и другие продукты: жирный газ, легкий газойль (фракция дизельного топлива), тяжелый газойль (непревращенное сырье) и кокс. В качестве сырья обычно применяют тяжелые дистилляты атмосферной или вакуумной перегонки нефти, а также деасфальтизаты и другие продукты. При каталитическом крекинге тяжёлые нефтяные фракции при 0 °С в значительной части превращаются в компоненты, выкипающие в пределах температур кипения бензина, и газообразные продукты, которые могут использоваться для производства высокооктановых компонентов бензина или как сырье для химических синтезов. Продукты крекинга имеют сложный состав. Так, при каталитическом крекинге цетана С|г,Н образуются (в вес. Состав продуктов крекинга атмосферных и вакуумных дистиллятов, т.