乙炔加氢反应过程混合建模与优化

乙炔加氢反应过程混合建模与优化

论文摘要

针对传统单一建模方法所构建的乙炔加氢反应器数学模型存在预测性能无法满足工业实际应用需求的问题,提出了一种机理与神经网络嵌套的建模方法,充分利用机理模型包含的能质约束信息降低神经网络模型的约束违反度,得到了能够良好描述实际工业乙炔加氢反应过程特性的混合模型。基于反应器混合模型,研究了以运行效益为目标函数的优化问题。主要决策变量包括:一段反应器进料中氢气与乙炔的摩尔比(RH/A)、进料温度和反应器运行周期等几个关键参数。针对反应器长期运行后,催化剂活性降低造成的处理能力下降的问题,提出了反应温度补偿机制和RH/A并行调节的运行优化策略,并采用序列法对反应器运行周期进行离散化处理。通过引入差异化变异策略、潜在解替代策略对两阶段差分算法进行改进,采用增量式编码法结合改进两阶段差分算法,对优化问题进行求解。结果证实了优化策略与改进算法的有效性,并据此确定了反应器最佳运行方案。

论文目录

  • 引言
  • 1 混合模型的建立
  •   1.1 一段反应器模型
  •     1.1.1 反应动力学模型
  •     1.1.2 失活模型
  •     1.1.3 反应器模型
  •     1.1.4 神经网络模型
  •   1.2 二段反应器模型
  • 2 算法改进
  •   2.1 优化问题描述
  •   2.2 两阶段差分算法
  •   2.3 两阶段差分算法的改进
  •     2.3.1 差异化变异策略
  •     2.3.2 潜在解替代策略
  •     2.3.3 精英保留策略
  •     2.3.4 算法参数池重构
  • 3 算法性能测试
  •   3.1 参数确定
  •   3.2 算法效果对比
  • 4 反应器运行优化
  •   4.1 序列法
  •   4.2 增量式编码
  •   4.3 算法求解步骤
  • 5 实验结果分析
  • 6 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 叶贞成,周换兰,饶德宝

    关键词: 乙炔加氢,动力学模型,控制,算法,优化

    来源: 化工学报 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 有机化工

    单位: 华东理工大学信息科学与工程学院化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室

    基金: 国家自然科学基金重点项目(61533003),国家自然科学基金青年项目(21506050),中央高校基本科研业务费重点科研基地创新基金(222201717006,22221817014)

    分类号: TQ221.211

    页码: 496-507

    总页数: 12

    文件大小: 1382K

    下载量: 187

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