芳烃抽提操作优化方法、装置及系统

摘要

本申请提供了一种芳烃抽提操作优化方法、装置及系统，芳烃抽提操作优化方法包括：利用经济优化目标模型，计算待提炼原料的最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比；将携带有最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比的生产操作指令发送至控制器，以使控制器控制抽提精馏塔按照生产操作指令进行芳烃抽提。在本申请中，在待提炼原料不同时，利用经济优化目标公式计算相应的待提炼原料的最优原料入口流率、最优回流流率和最优溶剂流率，使得抽提精馏塔对每一种待提炼原料分别按照相应的最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比进行芳烃抽提，保证抽提精馏塔能够对每一种待提炼原料都能进行有效的芳烃提取，提高了芳烃产品收率。

说明书

技术领域

本申请涉及芳烃抽提工艺过程操作优化领域，特别涉及一种芳烃抽提操作优化方 法、装置及系统。

背景技术

目前，芳烃抽提工艺过程的抽提精馏塔采用环丁砜抽提精馏工艺，利用溶剂对C6 馏分中各组分相对挥发度影响的不同，通过萃取精馏实现苯与非芳烃的分离。其中，溶剂和 C6馏分在抽提精馏塔接触形成气液两相，由于溶剂与芳烃的作用力更强，因此非芳烃富集 于气相，于抽提精馏塔顶部排出；芳烃富集于液相并被提纯于抽提精馏塔底部排出。富集芳 烃的液相进入溶剂回收塔，在溶剂回收塔内进行芳烃与溶剂的分离，溶剂循环使用。

目前，抽提精馏塔使用固定的原料入口流率、回流比和溶剂比，对不同的原料进行 芳烃抽提。但是，使用固定的原料入口流率、回流比和溶剂比，不能保证对每一种原料都能 进行有效的芳烃提取，导致芳烃产品收率低。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种芳烃抽提操作优化方法、装置及系 统，以达到保证抽提精馏塔能够对每一种待提炼原料都能进行有效的芳烃提取，提高芳烃 产品收率的目的，技术方案如下：

一种芳烃抽提操作优化方法，包括：

利用经济优化目标模型，计算待提炼原料的最优原料入口流率、最优回流比和最 优溶剂比；

将携带有所述最优原料入口流率、所述最优回流比和所述最优溶剂比的生产操作 指令发送至控制器，以使所述控制器控制抽提精馏塔按照所述生产操作指令进行芳烃抽 提。

优选的，所述利用经济优化目标模型，计算待提炼原料的最优原料入口流率、最优 回流比和最优溶剂比的过程，包括：

基于经济优化目标函数的约束条件，计算所述经济优化目标函数的最大值；

将所述经济优化目标函数的最大值对应的原料入口流率、回流比和溶剂比分别作 为最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比；

所述经济优化目标函数具体为：

所述经济优化目标函数的约束条件包括：$\frac{F_R}{{\mathrm{RD}}^{\xi }}\ge {\Phi }_{RD}^{-1}\left({\alpha }_{RD}\right),\frac{F_s}{{\mathrm{SF}}^{\xi }}\ge {\Phi }_{SF}^{-1}\left({\alpha }_{SF}\right),Q_c=({\mathrm{RD}}^{\xi }+1)F_p^{\xi }{\bar{Q}}_{tv},$${\Phi }_p^{-1}\left({\alpha }_p\right)\le {F_p}^{\xi }\le {\Phi }_p^{-1}(1-{\alpha }_p),{\Phi }_{RD}^{-1}\left({\alpha }_{RD}\right)\le {\mathrm{RD}}^{\xi }\le {\Phi }_{RD}^{-1}(1-{\alpha }_{RD})$和${\Phi }_{SF}^{-1}\left({\alpha }_{SF}\right)\le {\mathrm{SF}}^{\xi }\le {\Phi }_{SF}^{-1}(1-{\alpha }_{SF});$

所述max表示最大化，所述Eco表示经济优化目标，所述C_p为芳烃产品价格，所述 C_energy为芳烃产品热能消耗单价，所述为芳烃产品流率，所述f()＝0为抽提精馏机理模 型代数方程组，所述f₀()＝0为所述抽提精馏机理模型代数方程组的初始值，所述F_R,F_s, RD^ξ,SF^ξ分别为不确定原料入口流率、回流流率、溶剂流率、芳烃产品流率、回流比和溶 剂比，所述Q_b,Q_c,q,Q_loss,分别为塔底再沸器的热负荷、塔顶冷凝器的热负荷、进 料状态参数、再沸器内上升蒸汽的摩尔焓、塔底产品的摩尔焓、再沸器的热量损失、塔顶蒸 汽的平均冷凝热；所述α_in,α_p,α_RD,α_SF分别为原料入口流率置信度、芳烃产品流率置信度、回 流比置信度、溶剂比置信度；所述X,Y,Y^ξ,U,分别为状态变量、确定性被控变量、不确定性 被控变量、确定性操作变量、不确定性操作变量，所述X₀,Y₀,Y₀^ξ,U₀,分别为所述状态变 量的初始值、所述确定性被控变量的初始值、所述不确定性被控变量的初始值、所述确定性 操作变量的初始值、所述不确定性操作变量的初始值，所述分别为所述不 确定原料入口流率的随机概率密度函数的逆函数、所述芳烃产品流率的随机概率密度函数 的逆函数、所述回流比的随机概率密度函数的逆函数和所述溶剂比的随机概率密度函数的 逆函数；

其中所述$X=[q,{\bar{H}}_g,{\bar{H}}_w,Q_{loss},{\bar{Q}}_{tv}],$所述Y＝[Q_b,Q_c]，所述$Y^{\xi }=[F_p^{\xi },{\mathrm{RD}}^{\xi },{\mathrm{SF}}^{\xi }],$所 述U＝[F_R,F_s]，所述

所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数为所述芳烃产品流率的随机概率密度函数为${\Phi }_p\left({F_p}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {F_p}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{F_p}^{\xi }}{\rho }_p\left(\xi \right)d\xi ,$所述回流 比的随机概率密度函数为${\Phi }_{RD}\left({\mathrm{RD}}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {\mathrm{RD}}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{\mathrm{RD}}^{\xi }}{\rho }_{RD}\left(\xi \right)d\xi ,$所述溶剂比的随机概 率密度函数为${\Phi }_{SF}\left({\mathrm{SF}}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {\mathrm{SF}}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{\mathrm{SF}}^{\xi }}{\rho }_{SF}\left(\xi \right)d\xi .$

优选的，所述经济优化目标模型的生成过程，包括：

建立不确定性经济优化模型，所述不确定性经济优化模型包括：不确定性经济优 化函数和所述不确定经济优化函数的约束条件；

分别构造所述不确定性经济优化模型中不确定原料入口流率、芳烃产品流率、回 流比和溶剂比的随机概率密度函数；

基于所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数、所述芳烃产品流率的随机概 率密度函数、所述回流比的随机概率密度函数和所述溶剂比的随机概率密度函数，将所述 不确定性经济优化模型转换为经济优化模型；

所述不确定性经济优化函数为

所述不确定经济优化函数的约束条件包括：$Q_c=({\mathrm{RD}}^{\xi }+1)F_p^{\xi }{\bar{Q}}_{tv},$Pr{F_p,min≤F_p^ξ≤ F_p,max}≥α_p、Pr{RD_min≤RD^ξ≤RD_max}≥α_RD和Pr{SF_min≤SF^ξ≤SF_max}≥α_SF，所述F_in，min，F_in，max， F_p，min，F_p，max，RD_min，RD_max，SF_min，SF_max分别为原料入口流率的下限、所述原料入口流率的上 限，所述芳烃产品流率的下限、所述芳烃产品流率的上限、所述回流比的下限、所述回流比 的上限、所述溶剂比的下限、所述溶剂比的上限，Pr{}为概率函数。

一种芳烃抽提操作优化装置，包括：

计算单元，用于利用经济优化目标模型，计算待提炼原料的最优原料入口流率、最 优回流比和最优溶剂比；

发送单元，用于将携带有所述最优原料入口流率、所述最优回流比和所述最优溶 剂比的生产操作指令发送至控制器，以使所述控制器控制抽提精馏塔按照所述生产操作指 令进行芳烃抽提。

优选的，所述计算单元包括：

第一计算子单元，用于基于经济优化目标函数的约束条件，计算所述经济优化目 标函数的最大值；

确定子单元，用于将所述经济优化目标函数的最大值对应的原料入口流率、回流 比和溶剂比分别作为最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比；

所述经济优化目标函数具体为：

所述经济优化目标函数的约束条件包括：$\frac{F_R}{{\mathrm{RD}}^{\xi }}\ge {\Phi }_{RD}^{-1}\left({\alpha }_{RD}\right),\frac{F_s}{{\mathrm{SF}}^{\xi }}\ge {\Phi }_{SF}^{-1}\left({\alpha }_{SF}\right),Q_c=({\mathrm{RD}}^{\xi }+1)F_p^{\xi }{\bar{Q}}_{tv},$${\Phi }_p^{-1}\left({\alpha }_p\right)\le {F_p}^{\xi }\le {\Phi }_p^{-1}(1-{\alpha }_p),{\Phi }_{RD}^{-1}\left({\alpha }_{RD}\right)\le {\mathrm{RD}}^{\xi }\le {\Phi }_{RD}^{-1}(1-{\alpha }_{RD})$和${\Phi }_{SF}^{-1}\left({\alpha }_{SF}\right)\le {\mathrm{SF}}^{\xi }\le {\Phi }_{SF}^{-1}(1-{\alpha }_{SF});$

所述max表示最大化，所述Eco表示经济优化目标，所述C_p为芳烃产品价格，所述 C_energy为芳烃产品热能消耗单价，所述为芳烃产品流率，所述f()＝0为抽提精馏机理模 型代数方程组，所述f₀()＝0为所述抽提精馏机理模型代数方程组的初始值，所述F_R,F_s, RD^ξ,分别为不确定原料入口流率、回流流率、溶剂流率、芳烃产品流率、回流比和溶 剂比，所述Q_b,Q_c,q,Q_loss,分别为塔底再沸器的热负荷、塔顶冷凝器的热负荷、进 料状态参数、再沸器内上升蒸汽的摩尔焓、塔底产品的摩尔焓、再沸器的热量损失、塔顶蒸 汽的平均冷凝热；所述α_in,α_p,α_RD,α_SF分别为原料入口流率置信度、芳烃产品流率置信度、回 流比置信度、溶剂比置信度；所述X,Y,Y^ξ,U,分别为状态变量、确定性被控变量、不确定性 被控变量、确定性操作变量、不确定性操作变量，所述X₀,Y₀,Y₀^ξ,U₀,分别为所述状态变量 的初始值、所述确定性被控变量的初始值、所述不确定性被控变量的初始值、所述确定性操 作变量的初始值、所述不确定性操作变量的初始值，所述分别为所述不确 定原料入口流率的随机概率密度函数的逆函数、所述芳烃产品流率的随机概率密度函数的 逆函数、所述回流比的随机概率密度函数的逆函数和所述溶剂比的随机概率密度函数的逆 函数；

其中所述$X=[q,{\bar{H}}_g,{\bar{H}}_w,Q_{loss},{\bar{Q}}_{tv}],$所述Y＝[Q_b,Q_c]，所述$Y^{\xi }=[F_p^{\xi },{\mathrm{RD}}^{\xi },{\mathrm{SF}}^{\xi }],$所 述U＝[F_R,F_s]，所述

所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数为所述芳烃产品流率的随机概率密度函数为${\Phi }_p\left({F_p}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {F_p}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{F_p}^{\xi }}{\rho }_p\left(\xi \right)d\xi ,$所述回流比 的随机概率密度函数为${\Phi }_{RD}\left({\mathrm{RD}}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {\mathrm{RD}}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{\mathrm{RD}}^{\xi }}{\rho }_{RD}\left(\xi \right)d\xi ,$所述溶剂比的随机概率 密度函数为${\Phi }_{SF}\left({\mathrm{SF}}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {\mathrm{SF}}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{\mathrm{SF}}^{\xi }}{\rho }_{SF}\left(\xi \right)d\xi .$

优选的，还包括：

建立单元，用于建立不确定性经济优化模型，所述不确定性经济优化模型包括：不 确定性经济优化函数和所述不确定经济优化函数的约束条件；

构造单元，用于分别构造所述不确定性经济优化模型中不确定原料入口流率、芳 烃产品流率、回流比和溶剂比的随机概率密度函数；

转换单元，用于基于所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数、所述芳烃产 品流率的随机概率密度函数、所述回流比的随机概率密度函数和所述溶剂比的随机概率密 度函数，将所述不确定性经济优化模型转换为经济优化模型；

所述不确定性经济优化函数为

所述不确定经济优化函数的约束条件包括：$Q_c=({\mathrm{RD}}^{\xi }+1)F_p^{\xi }{\bar{Q}}_{tv},$Pr{F_p,min≤F_p^ξ≤F_p,max}≥α_p、Pr{RD_min≤RD^ξ≤RD_max}≥α_RD和Pr{SF_min≤SF^ξ≤SF_max}≥α_SF，所述F_in，min，F_in，max， F_p，min，F_p，max，RD_min，RD_max，SF_min，SF_max分别为原料入口流率的下限、所述原料入口流率的上 限，所述芳烃产品流率的下限、所述芳烃产品流率的上限、所述回流比的下限、所述回流比 的上限、所述溶剂比的下限、所述溶剂比的上限，Pr{}为概率函数。

一种芳烃抽提操作优化系统，包括抽提精馏塔、控制器和如上述任意一项所述的 芳烃抽提操作优化装置；

所述控制器，用于接收所述芳烃抽提装置发送的携带有最优原料入口流率、最优 回流比和最优溶剂比的生产操作指令，并控制抽提精馏塔按照所述生产操作指令进行芳烃 提取；

所述抽提精馏塔，用于按照所述生产操作指令进行芳烃提取。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请中，在待提炼原料不同时，利用经济优化目标公式计算相应的待提炼原 料的最优原料入口流率、最优回流流率和最优溶剂流率，使得抽提精馏塔对每一种待提炼 原料分别按照相应的最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比进行芳烃抽提，保证抽 提精馏塔能够对每一种待提炼原料都能进行有效的芳烃提取，提高了芳烃产品收率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。

图1是本申请提供的芳烃抽提操作优化方法的一种流程图；

图2是本申请提供的芳烃抽提操作优化方法的另一种流程图；

图3是本申请提供的芳烃抽提操作优化装置的一种逻辑结构示意图；

图4是本申请提供的芳烃抽提操作优化装置的另一种逻辑结构示意图；

图5是本申请提供的芳烃抽提操作优化系统的一种逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

在本实施例中，示出了一种芳烃抽提方法，但在执行芳烃抽提操作优化方法之前， 需要首先建立经济优化目标模型。经济优化目标模型的建立过程请参见图1，具体如下：

步骤S11：建立不确定性经济优化模型。

所述不确定性经济优化模型包括：不确定性经济优化函数和所述不确定经济优化 函数的约束条件。

在本实施例中，所述不确定性经济优化函数为

所述不确定经济优化函数的约束条件包括：$Q_c=({\mathrm{RD}}^{\xi }+1)F_p^{\xi }{\bar{Q}}_{tv},$Pr{F_p,min≤F_p^ξ≤ F_p,max}≥α_p、Pr{RD_min≤RD^ξ≤RD_max}≥α_RD和Pr{SF_min≤SF^ξ≤SF_max}≥α_SF。

所述max表示最大化，所述Eco表示经济优化目标，所述C_p为芳烃产品价格，所述 C_energy为芳烃产品热能消耗单价，所述为芳烃产品流率，所述f()＝0为抽提精馏机理模 型代数方程组，所述f₀()＝0为所述抽提精馏机理模型代数方程组的初始值，所述F_R,F_s, RD^ξ,SF^ξ分别为不确定原料入口流率、回流流率、溶剂流率、芳烃产品流率、回流比和溶剂 比，所述Q_b,Q_c,q,Q_loss,分别为塔底再沸器的热负荷、塔顶冷凝器的热负荷、进料 状态参数、再沸器内上升蒸汽的摩尔焓、塔底产品的摩尔焓、再沸器的热量损失、塔顶蒸汽 的平均冷凝热；所述α_in,α_p,α_RD,α_SF分别为原料入口流率置信度、芳烃产品流率置信度、回流 比置信度、溶剂比置信度；所述X,Y,Y^ξ,U,分别为状态变量、确定性被控变量、不确定性被 控变量、确定性操作变量、不确定性操作变量，所述X₀,Y₀,Y₀^ξ,U₀,分别为所述状态变量 的初始值、所述确定性被控变量的初始值、所述不确定性被控变量的初始值、所述确定性操 作变量的初始值、所述不确定性操作变量的初始值，所述F_in,min,F_in,max,F_p,min,F_p,max,RD_min, RD_max,SF_min,SF_max分别为原料入口流率的下限、所述原料入口流率的上限，所述芳烃产品流 率的下限、所述芳烃产品流率的上限、所述回流比的下限、所述回流比的上限、所述溶剂比 的下限、所述溶剂比的上限，Pr{}为概率函数。

在本实施例中，抽提精馏机理模型具体由MESH机理数学模型实现。

步骤S12：分别构造所述不确定性经济优化模型中不确定原料入口流率、芳烃产品 流率、回流比和溶剂比的随机概率密度函数。

所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数为所述芳烃产品流率的随机概率密度函数为${\Phi }_p\left({F_p}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {F_p}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{F_p}^{\xi }}{\rho }_p\left(\xi \right)d\xi ,$所述回流 比概率的随机密度函数为${\Phi }_{RD}\left({\mathrm{RD}}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {\mathrm{RD}}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{\mathrm{RD}}^{\xi }}{\rho }_{RD}\left(\xi \right)d\xi ,$所述溶剂比的随机概 率密度函数为${\Phi }_{SF}\left({\mathrm{SF}}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {\mathrm{SF}}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{\mathrm{SF}}^{\xi }}{\rho }_{SF}\left(\xi \right)d\xi .$

在本实施例中，分别构造不确定原料入口流率、芳烃产品流率、回流比和溶剂比的 随机概率密度函数是为了使不确定原料入口流率、芳烃产品流率、回流比和溶剂比各自满 足一定的置信水平概率区间。

步骤S13：基于所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数、所述芳烃产品流率 的随机概率密度函数、所述回流比的随机概率密度函数和所述溶剂比的随机概率密度函 数，将所述不确定性经济优化模型转换为经济优化模型。

在本实施例中，将所述不确定性经济优化模型转换为经济优化模型即将不确定性 经济优化模型中的约束条件转换为确定性的约束条件，得到确定性的约束条件后，经济优 化模型包括：经济优化目标函数和所述经济优化目标函数的约束条件。

所述经济优化目标函数具体为：

所述经济优化目标函数的约束条件包括：$\frac{F_R}{{\mathrm{RD}}^{\xi }}\ge {\Phi }_{RD}^{-1}\left({\alpha }_{RD}\right),\frac{F_s}{{\mathrm{SF}}^{\xi }}\ge {\Phi }_{SF}^{-1}\left({\alpha }_{SF}\right),Q_c=({\mathrm{RD}}^{\xi }+1)F_p^{\xi }{\bar{Q}}_{tv},$${\Phi }_p^{-1}\left({\alpha }_p\right)\le {F_p}^{\xi }\le {\Phi }_p^{-1}(1-{\alpha }_p),{\Phi }_{RD}^{-1}\left({\alpha }_{RD}\right)\le {\mathrm{RD}}^{\xi }\le {\Phi }_{RD}^{-1}(1-{\alpha }_{RD})$和${\Phi }_{SF}^{-1}\left({\alpha }_{SF}\right)\le {\mathrm{SF}}^{\xi }\le {\Phi }_{SF}^{-1}(1-{\alpha }_{SF}).$

其中，所述分别为所述不确定原料入口流率的随机概率密度函 数的逆函数、所述芳烃产品流率的随机概率密度函数的逆函数、所述回流比的随机概率密 度函数的逆函数和所述溶剂比的随机概率密度函数的逆函数。

所述$X=[q,{\bar{H}}_g,{\bar{H}}_w,Q_{loss},{\bar{Q}}_{tv}],$所述Y＝[Q_b,Q_c]，所述$Y^{\xi }=[F_p^{\xi },{\mathrm{RD}}^{\xi },{\mathrm{SF}}^{\xi }],$所述U ＝[F_R,F_s]，所述

经济优化目标模型中的其他参数的含义与不确定经济优化目标模型中的相应参 数的含义相同，在此不再赘述。

在本实施例中，经济优化目标函数的约束条件即上述提到的确定性的约束条件。

在本实施例中，将不确定性经济优化模型转换为经济优化模型的目的是为了求解 更加简单易实现。

请参见图2，其示出了本申请提供的芳烃抽提操作优化方法，可以包括以下步骤：

步骤S21：利用经济优化目标模型，计算待提炼原料的最优原料入口流率、最优回 流比和最优溶剂比。

在本实施例中，将经济优化目标模型代入CplexSolver线性规划求解器，计算出 待提炼原料的最优原料入口流率，具体的计算过程如下：

步骤A1：基于经济优化目标函数的约束条件，计算所述经济优化目标函数的最大 值。

步骤A2：将所述经济优化目标函数的最大值对应的原料入口流率、回流比和溶剂 比分别作为最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比。

步骤S22：将携带有所述最优原料入口流率、所述最优回流比和所述最优溶剂比的 生产操作指令发送至控制器，以使所述控制器控制抽提精馏塔按照所述生产操作指令进行 芳烃抽提。

在本实施例中，抽提精馏塔在控制器的控制下，会按照最优原料入口流率、最优回 流比和最优溶剂比对待提炼原料进行芳烃提取。

在本申请中，在待提炼原料不同时，利用经济优化目标公式计算相应的待提炼原 料的最优原料入口流率、最优回流流率和最优溶剂流率，使得抽提精馏塔对每一种待提炼 原料分别按照相应的最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比进行芳烃抽提，保证抽 提精馏塔能够对每一种待提炼原料都能进行有效的芳烃提取，提高了芳烃产品收率。

实施例二

与上述方法实施例相对应，本实施例提供了一种芳烃抽提操作优化装置，请参见 图3，芳烃抽提操作优化装置包括：计算单元31和发送单元32。

计算单元31，用于利用经济优化目标模型，计算待提炼原料的最优原料入口流率、 最优回流比和最优溶剂比。

在本实施例中，所述经济优化目标模型包括：经济优化目标函数和所述经济优化 目标函数的约束条件。

所述经济优化目标函数具体为：

所述经济优化目标函数的约束条件包括：$\frac{F_R}{{\mathrm{RD}}^{\xi }}\ge {\Phi }_{RD}^{-1}\left({\alpha }_{RD}\right),\frac{F_s}{{\mathrm{SF}}^{\xi }}\ge {\Phi }_{SF}^{-1}\left({\alpha }_{SF}\right),Q_c=({\mathrm{RD}}^{\xi }+1)F_p^{\xi }{\bar{Q}}_{tv},$${\Phi }_p^{-1}\left({\alpha }_p\right)\le {F_p}^{\xi }\le {\Phi }_p^{-1}(1-{\alpha }_p),{\Phi }_{RD}^{-1}\left({\alpha }_{RD}\right)\le {\mathrm{RD}}^{\xi }\le {\Phi }_{RD}^{-1}(1-{\alpha }_{RD})$和${\Phi }_{SF}^{-1}\left({\alpha }_{SF}\right)\le {\mathrm{SF}}^{\xi }\le {\Phi }_{SF}^{-1}(1-{\alpha }_{SF});$

所述max表示最大化，所述Eco表示经济优化目标，所述C_p为芳烃产品价格，所述 C_energy为芳烃产品热能消耗单价，所述为芳烃产品流率，所述f()＝0为抽提精馏机理模 型代数方程组，所述f₀()＝0为所述抽提精馏机理模型代数方程组的初始值，所述F_R,F_s, RD^ξ,SF^ξ分别为不确定原料入口流率、回流流率、溶剂流率、芳烃产品流率、回流比和溶剂 比，所述Q_b,Q_c,q,Q_loss,分别为塔底再沸器的热负荷、塔顶冷凝器的热负荷、进料 状态参数、再沸器内上升蒸汽的摩尔焓、塔底产品的摩尔焓、再沸器的热量损失、塔顶蒸汽 的平均冷凝热；所述α_in,α_p,α_RD,α_SF分别为原料入口流率置信度、芳烃产品流率置信度、回流 比置信度、溶剂比置信度；所述X,Y,Y^ξ,U,分别为状态变量、确定性被控变量、不确定性被 控变量、确定性操作变量、不确定性操作变量，所述X₀,Y₀,Y₀^ξ,U₀,分别为所述状态变量的 初始值、所述确定性被控变量的初始值、所述不确定性被控变量的初始值、所述确定性操作 变量的初始值、所述不确定性操作变量的初始值，所述分别为所述不确定 原料入口流率的随机概率密度函数的逆函数、所述芳烃产品流率的随机概率密度函数的逆 函数、所述回流比的随机概率密度函数的逆函数和所述溶剂比的随机概率密度函数的逆函 数。

其中所述$X=[q,{\bar{H}}_g,{\bar{H}}_w,Q_{loss},{\bar{Q}}_{tv}],$所述Y＝[Q_b,Q_c]，所述$Y^{\xi }=[F_p^{\xi },{\mathrm{RD}}^{\xi },{\mathrm{SF}}^{\xi }],$所 述U＝[F_R,F_s]，所述

所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数为所述芳烃产品流率的随机概率密度函数为${\Phi }_p\left({F_p}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {F_p}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{F_p}^{\xi }}{\rho }_p\left(\xi \right)d\xi ,$所述回流 比的随机概率密度函数为${\Phi }_{RD}\left({\mathrm{RD}}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {\mathrm{RD}}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{\mathrm{RD}}^{\xi }}{\rho }_{RD}\left(\xi \right)d\xi ,$所述溶剂比的随机 概率密度函数为${\Phi }_{SF}\left({\mathrm{SF}}^{\xi }\right)=\mathrm{Pr}\{\xi \ge {\mathrm{SF}}^{\xi }\}=1-{\int }_{-\infty }^{{\mathrm{SF}}^{\xi }}{\rho }_{SF}\left(\xi \right)d\xi .$

在本实施例中，计算单元31具体包括：第一计算子单元和确定子单元。

第一计算子单元，用于基于经济优化目标函数的约束条件，计算所述经济优化目 标函数的最大值。

确定子单元，用于将所述经济优化目标函数的最大值对应的原料入口流率、回流 比和溶剂比分别作为最优原料入口流率、最优回流比和最优溶剂比。

发送单元32，用于将携带有所述最优原料入口流率、所述最优回流比和所述最优 溶剂比的生产操作指令发送至控制器，以使所述控制器控制抽提精馏塔按照所述生产操作 指令进行芳烃抽提。

其中，由建立单元41、构造单元42和转换单元43生成经济优化目标模型。

建立单元41，用于建立不确定性经济优化模型，所述不确定性经济优化模型包括： 不确定性经济优化函数和所述不确定经济优化函数的约束条件。

构造单元42，用于分别构造所述不确定性经济优化模型中不确定原料入口流率、 芳烃产品流率、回流比和溶剂比的随机概率密度函数。

转换单元43，用于基于所述不确定原料入口流率的随机概率密度函数、所述芳烃 产品流率的随机概率密度函数、所述回流比的随机概率密度函数和所述溶剂比的随机概率 密度函数，将所述不确定性经济优化模型转换为经济优化模型。

所述不确定性经济优化函数为

所述不确定经济优化函数的约束条件包括：$Q_c=({\mathrm{RD}}^{\xi }+1)F_p^{\xi }{\bar{Q}}_{tv},$Pr{F_p,min≤F_p^ξ≤ F_p,max}≥α_p、Pr{RD_min≤RD^ξ≤RD_max}≥α_RD和Pr{SF_min≤SF^ξ≤SF_max}≥α_SF，所述max表示最大化， 所述Eco表示经济优化目标，所述C_p为芳烃产品价格，所述C_energy为芳烃产品热能消耗单价， 所述为芳烃产品流率，所述f()＝0为抽提精馏机理模型代数方程组，所述f₀()＝0为所述 抽提精馏机理模型代数方程组的初始值，所述F_R,F_s,RD^ξ,SF^ξ分别为不确定原料入口 流率、回流流率、溶剂流率、芳烃产品流率、回流比和溶剂比，所述Q_b,Q_c,q,Q_loss,分别为塔底再沸器的热负荷、塔顶冷凝器的热负荷、进料状态参数、再沸器内上升蒸汽的摩 尔焓、塔底产品的摩尔焓、再沸器的热量损失、塔顶蒸汽的平均冷凝热；所述α_in,α_p,α_RD,α_SF分别为原料入口流率置信度、芳烃产品流率置信度、回流比置信度、溶剂比置信度；所述X, Y,Y^ξ,U,分别为状态变量、确定性被控变量、不确定性被控变量、确定性操作变量、不确定 性操作变量，所述X₀,Y₀,Y₀^ξ,U₀,分别为所述状态变量的初始值、所述确定性被控变量的 初始值、所述不确定性被控变量的初始值、所述确定性操作变量的初始值、所述不确定性操 作变量的初始值，所述F_in,min,F_in,max,F_p,min,F_p,max,RD_min,RD_max,SF_min,SF_max分别为原料入口流 率的下限、所述原料入口流率的上限，所述芳烃产品流率的下限、所述芳烃产品流率的上 限、所述回流比的下限、所述回流比的上限、所述溶剂比的下限、所述溶剂比的上限，Pr{}为 概率函数。

实施例三

在本实施例中，示出了一种芳烃抽提操作优化系统，请参见图5，芳烃抽提操作优 化系统包括：抽提精馏塔51、控制器52和芳烃抽提操作优化装置53。

芳烃抽提操作优化装置53的具体结构和相应的功能请参见实施例二示出的芳烃 抽提操作优化装置，在此不再赘述。

控制器52，用于接收所述芳烃抽提操作优化装置53发送的携带有最优原料入口流 率、最优回流比和最优溶剂比的生产操作指令，并控制抽提精馏塔51按照所述生产操作指 令进行芳烃提取；

抽提精馏塔51，用于按照所述生产操作指令进行芳烃提取。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重 点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。 对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参 见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将 一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作 之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意 在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那 些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者 设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排 除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种芳烃抽提操作优化方法、装置及系统进行了详细介 绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只 是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申 请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理 解为对本申请的限制。