[发明专利]一种反应精馏有机污染物产治协同的分级优化控制方法

说明书

本发明公开了一种反应精馏有机污染物产治协同的分级优化控制方法，属于控制领域。将该控制方法应用于反应精馏有机污染物排放与治理强耦合系统，该系统分为协同层和子系统层，构建两层优化系统目标函数，并利用基于参考点预测的多目标动态优化算法求解最优操作轨迹。对子系统层进行相关性分析，将其分解为反应精馏生产子系统X₁与污染物治理子系统X₂。定义污染物去除率指标函数，建立X₁与X₂之间的主从关系，X₁采用原有生产控制系统作为主控系统，X₂采用基于经济模型的同步优化控制(SMBOC)设计从控系统，跟踪最优操作轨迹。本发明解决了反应精馏有机污染物产治协同优化控制问题，实现系统在超净排放下安全稳定运行，同时经济效益最大。

技术领域

本发明涉及有机污染物产治协同、分级优化控制领域，尤其涉及一种根据不同工况预测污染物排放摩尔流量模型的建立、基于参考点预测的多目标动态优化算法(PDMOP)求解两级系统的最优操作轨迹、采用基于经济模型的同步优化控制(SMBOC)设计从控系统，跟踪最优操作轨迹。

背景技术

目前我国绝大部分化学品生产仍然采用“产治分离”模式，化工生产过程污染物“先产后治”的运营模式，造成污染物组成复杂多样，排放量巨大的难题，传统末端污染物治理工艺技术难以满足日益严格的环保要求。而且有机污染物中含有大量的潜在可利用能源，如何高效利用污染物自身能源对于大大降低污染物治理能量消耗是非常关键的。在传统污染物治理过程中，一方面由于对难降解有机物污染物治理问题缺乏有效的治理工艺技术，造成污染物排放指标和总量超标；另一方面传统的污染物治理装备智能化程度低、能耗大、运营成本高，企业为了节省成本偷排、漏排现象屡禁不止，工业污染物治理达标排放成为我国环境治理首要任务。为了满足严格的安全、环保指标要求，要以产治协同发展为目标，开展污染物排放与治理大系统的动态协同优化控制研究，对解决高浓度有机污染物的治理难题，实现装置节能高效稳定运行，有机污染物长效达标排放等目标具有重要意义。

发明内容

本发明是针对上述存在的技术问题提供了一种反应精馏有机污染物产治协同的分级优化控制方法：

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种反应精馏有机污染物产治协同的分级优化控制方法，该方法包含以下步骤：

(1)对反应精馏生产过程与有机污染物排放的种类、排放量进行相关性分析，定义污染物去除率指标函数；

(2)将反应精馏有机污染物排放治理强耦合系统分解为协同层和子系统层，将子系统层分解为子系统X₁和子系统X₂，构建协同层与子系统层的优化系统目标函数；

(3)通过反应精馏生产工况环境检测算子，在线识别正常工况与原料波动、负荷调整、过度分离、事故发生、未知异常工况的发生，建立污染物排放预测模型，预测污染物排放的摩尔流量；

(4)针对反应精馏生产污染物排放与污染物治理耦合系统，协调子系统X₁与X₂之间的动态协同关系，利用基于参考点预测的多目标动态优化算法(PDMOP)，计算获取协同层、子系统X₁和子系统X₂的最优操作轨迹；

(5)建立子系统X₁与X₂之间的主从关系，X₁为主控系统，将X₁的最优操作轨迹应用于反应精馏生产控制系统，预测污染物排放量；X₂为从控系统，将X₂的最优操作轨迹应用于污染物治理子系统，采用基于经济模型的同步优化控制(SMBOC)，跟踪污染物治理过程最优操作轨迹。