[发明专利]一种基于软测量技术的催化剂活性检测方法

说明书

本发明公开的一种基于软测量技术的催化剂活性检测方法，包括步骤：系统建模、辅助变量选取、数据采集、数据预处理、离线测试、在线检测。本发明通过容易测量的过程变量与难以直接测量的催化剂活性之间的数学关系，从而间接测量催化剂活性，并通过在线的模型结构和参数自适应调整，实现高效、准确预测。

技术领域

本发明涉及化剂活性检测技术领域，尤其是一种基于软测量技术的催化剂活性检测方法。

背景技术

石油化工是是国民经济的重要支柱产业之一，石油化工产品提供了90％以上的交通运输燃料、润滑剂和有机化工原料。合理优化控制生产过程是石油化工企业提高生产效率、节能减排、实现智能转型发展的必由之路。随着现代石化企业对优化控制的要求不断提高，各种非常规、高难度的测量要求也日益增多。一方面，需要测量与生产过程优化控制密切相关的各类变量信息，包括产品质量、工艺参数等；另一方面，测量的精度、稳定性和实时性要求越来越高，测量从静态向动态发展。其中，催化剂活性的测量分析是当前亟待解决的重要问题。

在现代炼油过程中，随着工艺复杂性不断提高，包括催化裂化、加氢裂化、催化重整等80％以上的炼油过程都是催化过程。此外，重油深度转化、清洁燃料生产等炼油重大业务的发展均离不开相关催化剂研发和应用核心技术的支撑。炼油技术进步主要体现在催化剂的技术进步。在石化生产过程中，催化剂的活性不仅受到生产过程中高温、高压等苛刻操作环境的影响，还与进料量、进料速率等操作工艺相关，催化剂容易因结焦、中毒、结构变化等原因造成失活。因此，对催化剂活性的分析可以用于指导生产环境和操作工艺，从而提高生产效率和催化剂利用率。

催化剂活性的实时检测对于保证产品质量、生产装置连续平稳操作以及充分发挥装置的生产能力都有举足轻重的作用。然而，石化生产过程涉及物理、化学反应包含复杂的物质转化和能量转换过程，催化剂活性难以直接用传感器进行测量。

针对上诉问题，本发明人设计了一种基于软测量技术的催化剂活性检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于软测量技术的催化剂活性检测方法，通过容易测量的过程变量与难以直接测量的催化剂活性之间的数学关系，间接测量催化剂活性，并通过在线的模型结构和参数自适应调整，实现对催化剂活性高效、准确地预测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于软测量技术的催化剂活性检测方法，包括离线测试和在线测试两部分，其具体包括以下步骤：

一、系统建模：建立催化剂活性与辅助变量之间的数学模型，该模型的基本结构采用单隐层的径向基神经网络，模型无限逼近任何非线性系统，并采用模型结构自适应的方式来确定合适的隐层中心数和中心位置，而宽度参数采用交叉验证法来确定，模型训练过程中模拟实时数据输入和相关异常扰动，使模型能跟踪复杂的时变系统；

二、辅助变量选取：基于工艺理解的方式定位与催化剂活性相关的过程变量，过程变量包括反应过程中的温度、压强、反应物和产物浓度，再采用基于核回归的非相关性分析法从过程变量中选出可以作为后续分析的辅助变量；

三、数据采集：利用传感器从实际生产过程中实时地采集步骤二所述辅助变量的数据；

四、数据预处理：针对步骤三采集到的数据进行预处理，预处理流程依次包括数据清理、数据融合、数据变换和数据归约；

五、离线测试：根据步骤四预处理之后的数据对模型进行训练，完成模型结构选择和参数确定，并初步验证催化剂活性估计是否有效；

六、在线检测：将实时采集的数据带入训练后的模型来分析催化剂活性，给出催化剂活性估计结果，此过程中采用误差反馈的方式来实时调整模型结构和参数。