20研赛 B题 降低汽油精制过程中的辛烷值损失模型

2744557306

石油炼制工业是国民经济的重要支柱产业，其中，催化裂化工艺是石化工业中最重要的工艺之一，其兴起源于现代运输行业对高辛烷值汽油和甲苯的需求。该工艺既可以实现原油深度加工，又可以提高轻质油收率、品质和经济效益[]。目前，随着家用汽车的日渐普及，中国己逐步发展为世界上最大的燃料油品市场，且汽油消费量仍在逐年高速图1所示为世界各大经济体的汽油池组成情况，纵观全球平均水平，催化裂化汽油和重整汽油占比近乎持干；反观我国，催化裂化汽油占汽油池的74％，是重油轻质化工
& }0 U7 y; M* H# |0 l7 J9 U艺技术的核心。截至2019年12月，我国成品汽油中95％以上的硫和烯烃来自催化裂化汽油[2]。因此，今后催化裂化汽油还有很大的发展空间。
此外，重整汽油占比巧％，我国对催化工艺的研宄开发始于20世纪50年代，根据催化剂再生方式的类型，国内重整技术主要分为半再生重整技术、连续重整技术两种。截至2019年6月底，我国的连续重整规模达到了93．32Mt/a，是半再生重整技术的11.5倍。续重整技术的过程由许多单元组成，还伴随着复杂的化学反应，如图2所示[3]。然而，催化裂化技术比连续重整技术更为繁杂，这导致过程中操作变量（控制变量）规模相当可观，且各操作变量之间具有高度非线性和相互强耦联的关系。因此，对催化裂化技术进行控制和优化仍然是学术界和工业界面临的巨大挑战。
! F6 ^$ G7 s/ o2 T1 z( {为了评估催化裂化过程的运行状态，需要监测一些关键的质量相关指标（比如辛烷值、电机辛烷值、蒸气压），以供工程师参考。在这些指标中，辛烷值（RON）被广泛。
( a) D( `+ c& ~. G% l  m用于评估汽油质量、反映燃烧性能。在汽油燃烧的尾气排放对大气环境污染有重要影响的今天，汽油清洁化技术十分关键。汽油清洁化目的是降低汽油中的硫、烯烃含量同时尽量保持产品中的辛烷值
7 [" }3 N" q  L$ z9 l2 y" }% _, D3 X我国原油对外依存度超过70％，且大部分是中东地区的含硫和高硫原油，因此在催化裂化重油精制为轻质化油的过程中，若能改善相关工艺技术，探索出符合操作要求条件的辛烷值损失与各项操作变量及原料、产品性质之间的关系，则可以导向性地对于相关操作进行调整进而降低辛烷值的损失，从实际化工流程中产生的经验、数据等完成减少辛烷值损失工艺的改进
% l; ~5 b/ T7 @& j; m1 v6 M综上所述，利用数据挖掘技术，分析非线性特征，采用即时学习框架，进一步进行建模预测，对有效降低汽油辛烷值，提高经济效益具有重要意义。以上研宄内容的实现将为石化企业的高效运营提供理论支撑。



" E$ D# v, ]8 i  y; ?