專利名稱：使用催化劑狀態(tài)評(píng)估的過(guò)程控制的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明主要地涉及過(guò)禾對(duì)空制計(jì)劃以及，更特別地說(shuō)，涉及在系統(tǒng)
中i啊古過(guò)程催化劑的性質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
0002在過(guò)程處理系統(tǒng)中，特別地是那，括一個(gè)或多個(gè)化學(xué)過(guò)程的系 統(tǒng)中，經(jīng)常想要利用和追蹤某些催化劑形式的狀態(tài)，即， 一種物質(zhì)，其在化學(xué) 反應(yīng)中開(kāi)始、加速、減少化學(xué)反應(yīng)的活化能，或進(jìn)行另外的輔助，而卻沒(méi)有作 為產(chǎn)物或反應(yīng)物參與化學(xué)反應(yīng)。依賴于過(guò)程本身的特性，這些催化齊捵型地包 括，例如，過(guò)渡金屬元素、i^度金屬氧化物、氧化鋁、有機(jī)酶等等。
0003禾傭催化劑的過(guò)程的狀態(tài)非常1繊于催化劑的性質(zhì)(例如，催化 劑活性、催化劑壽命、金屬含量)，并且因此，出于例如，預(yù)測(cè)過(guò)程產(chǎn)量的目的 而想要了解催化劑狀態(tài)。不幸地是，現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估催化劑的性質(zhì)非常困難。
0004因?yàn)榇呋瘎┩ǔ轭w粒狀，特定的催化劑性質(zhì)最好表示為分布狀 態(tài)，而不是單個(gè)值。此外，許多不同的因素影響催化劑'^M—包括例如熱鈍化、 金屬中毒、再生效力和催化劑組成率等機(jī)理。雖然可以在從過(guò)程中取出的催化 劑樣品上執(zhí)行實(shí)驗(yàn)室分析，但是這，析費(fèi)時(shí)、不可靠并且昂貴。
0005因此，需要提供更可靠地、省時(shí)地并且費(fèi)用低廉地評(píng)估過(guò)程控制 系統(tǒng)中催化劑的性質(zhì)的方法。本發(fā)明其它所希望的性質(zhì)和特性將通過(guò)隨后詳細(xì) 的發(fā)明描述和附加權(quán)利要求，結(jié)合附圖和本發(fā)明的背景而變得顯而易見(jiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
0006根據(jù)本發(fā)明，催化劑的隱藏'(4M通過(guò)在狀態(tài)空間模型內(nèi)部以隱藏 狀態(tài)包括那些性質(zhì)并且隨后基于過(guò)程的可測(cè)量的輸入和輸出求解狀態(tài)空間模型 來(lái)評(píng)估。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，控制利用催化劑的類型過(guò)程的方》跑括步驟: 定義用于過(guò)程的狀態(tài)空間模型，狀態(tài)空間模型包括具有隱藏的催化劑性質(zhì)的催 化劑狀態(tài)；定義一組用于狀態(tài)空間模型的輸入變量，其中輸入變量是實(shí)驗(yàn)地可 測(cè)量的過(guò)程的性質(zhì)；定義一組用于狀態(tài)空間模型的輸出變量，其中輸出變量是實(shí)驗(yàn)地可以測(cè)量的過(guò)程的性質(zhì)；測(cè)量相應(yīng)于一組輸入變量的一組輸入值；測(cè)量 相應(yīng)于一組輸出變量的一組輸出值；以及基于輸入值、輸出值和狀態(tài)空間模型 的評(píng)估隱藏的催化劑性質(zhì)。


0007本發(fā)明將在下文中結(jié)合下列的附圖來(lái)描述，其中同樣的數(shù)字 同樣的要素，以及
0008附圖1為根據(jù)本發(fā)明典型的實(shí)施例的過(guò)程控制系統(tǒng)的概念上的
總0009附圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)的典型實(shí)施例的狀態(tài)0010附圖3為催化劑壽命以及表示為分布狀態(tài)的催化齊賠性的定性
的圖解說(shuō)明；以及
0011附圖4為有利于說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例流化床催tt^化(FCC)
過(guò)程的方塊圖。
發(fā)明詳細(xì)描述
0012下列的本發(fā)明的詳細(xì)描述實(shí)際上僅僅是典型的，并且不規(guī)定為限 定本發(fā)明或本發(fā)明的用途和應(yīng)用。此外，任何存在于本文獻(xiàn)的任一部分中的理 論不限制本發(fā)明。為了簡(jiǎn)短起見(jiàn)，關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸、通信、網(wǎng)絡(luò)控制、催化過(guò)程 以及過(guò)樹(shù)空制的常規(guī)技術(shù)沒(méi)有在此詳細(xì)描述。
0013結(jié)合此處公開(kāi)的實(shí)施例里所描述的各種所示的部件、模塊、電路 和處理邏輯可以以硬件、軟件、固件或任何實(shí)際的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了清楚地說(shuō) 明這些硬件、固件、軟件的可互換性和兼容性，各種所示組件、部件、模塊、 電路和步mt前通常根據(jù)它們的功能性進(jìn)行描述。無(wú)論將這些功能性作為硬件、 固件或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，都依賴于特定應(yīng)用和施加于旨系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束條件。那 些熟悉的所述概念可以以一種適合的方式為每個(gè)特定應(yīng)用實(shí)現(xiàn)這些功能性，但 是這些執(zhí)行決策不應(yīng)i辦釋為導(dǎo)致從本發(fā)明的范圍的脫離。
0014此處包含的各圖中所示的連接線規(guī)定為示例功能關(guān)系和/或物理 耦合在各種成分之間。應(yīng)當(dāng)注意到許多可以選擇的或附加的功能關(guān)系或物理連 接可以存在于實(shí)際的實(shí)施例中。
0015本發(fā)明涉及^頓催化劑狀態(tài)荊古的過(guò)禾雖帝啲方法和設(shè)備。作為 這里使用的，以及作為之前提到的，術(shù)語(yǔ)"催化劑"表示一種物質(zhì)，其在化學(xué)
5反應(yīng)中開(kāi)始、加速、減少化學(xué)反應(yīng)的活化能，或進(jìn)行另外的輔助，而卻沒(méi)有作 為產(chǎn)物或反應(yīng)物參與化學(xué)反應(yīng)。以另一種方式敘述，催化劑參與反應(yīng)但不影響 反應(yīng)的凈自由能的改變。
0016依賴于其參與的具體過(guò)程，可以j頓多種的催化劑。通常，催化 齊訴艮據(jù)多相或均相來(lái)分類，其中均相催化劑存在于與反應(yīng)物不同的相中，并且 均相催化劑存在于與反應(yīng)物相同的相中。催化劑包括例如過(guò)渡金屬元素、過(guò)渡 金屬氧化物、氧化鋁、有機(jī)酶等等。這些催化劑經(jīng)常以粉末形式提供，但也可 以根擗待定的應(yīng)用以任何^S的形式來(lái)衝共。
0017附圖1為在本發(fā)明中描述的過(guò)程控制系統(tǒng)100的概念綜述。系統(tǒng) 和/或過(guò)程110(通過(guò)一個(gè)虛線的矩形表示在附圖中)經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)操作站104、 一個(gè)或多個(gè)過(guò)禾別艮務(wù)器102和一個(gè)或多個(gè)以一組傳感器、執(zhí)行器或其它這類輸 A/輸出體112起作用的過(guò)禾避制器108來(lái)控制。在所示的實(shí)施例中，系統(tǒng)100 的各種部件分布在網(wǎng)絡(luò)100中，該網(wǎng)絡(luò)100可以為硬連線、無(wú)線或任何關(guān)于它 的連接方式，并且可以根據(jù)樹(shù)可方便的 通信協(xié)議來(lái)操作。
0018操作站104包括設(shè)定來(lái)允許人工操作者與系統(tǒng)中的其它部件的 一些等級(jí)的交互行為的^i的硬件和軟件。在這點(diǎn)上，操作站104典型地包括 一個(gè)或多個(gè)可卞tM示器，輸A/輸出裝置，處理器，存儲(chǔ)裝置等等。
0019過(guò)，別艮務(wù)器102對(duì)似也包括設(shè)定來(lái)與操作系統(tǒng)104和過(guò)程控制器 108交互的各種硬件、軟件和存儲(chǔ)組件。艦操作站104和過(guò)糊g務(wù)器102來(lái)命 令過(guò)程控制器108與執(zhí)行器和傳感器112溝通。
0020過(guò)程控制系統(tǒng)100將典型地包括附加的部件，其由于簡(jiǎn)要的緣故 而沒(méi)有示出一例如，企業(yè)服務(wù)器、 庫(kù)服務(wù)器、臺(tái)式電腦、資產(chǎn)管翻艮務(wù)器、 工廠仿真系統(tǒng)、監(jiān)控控制器等等。在這點(diǎn)上，本發(fā)明可以由有關(guān)的任何過(guò)程控 制系統(tǒng)來(lái)實(shí)行，但是在一實(shí)施例中其在一種分布控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，這類分布控 制系統(tǒng)例如是由Honeywell工業(yè)自動(dòng)系統(tǒng)提供的EXPERION過(guò)程知識(shí)系統(tǒng)。
0021過(guò)程110為任何至少一部分包括利用某種催化劑的化學(xué)反應(yīng)的 過(guò)程。不考慮建筑j頓的特定系統(tǒng)，操作站104、過(guò)禾別艮務(wù)器102和過(guò)程控制器 108 —起或^^i也允Wt喿作者定義用于過(guò)程110的狀態(tài)空間模型、以及定JW過(guò) 傳 |/執(zhí)行器112來(lái)測(cè)量的各種輸入和輸出，然后評(píng)估提供在使用定義的狀態(tài) 空間模型的過(guò)程110中的催化劑的隱藏狀態(tài)。
0022附圖2為在更高級(jí)別提取下描述的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施 例的催化劑評(píng)估方法的狀態(tài)圖。如本領(lǐng)域中已知的，狀態(tài)圖為系統(tǒng)狀態(tài)隨著時(shí) 間變化的圖形表示。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)202表示一個(gè)或多個(gè)與過(guò)程相聯(lián)系的變量的一
^it定的狀態(tài)或狀態(tài)矢量。
0023在所示的實(shí)施例中，該實(shí)施例是有向圖(directedgraph)，定義了
一系列的狀態(tài)矢量202 Oc〃 …，々)，其中這些狀態(tài)矢量包括催化劑的至少 一禾中隱纖態(tài)或性質(zhì)。根據(jù)概率分布，齢纖(associatededge)、圓弧(arc)、 或變換p 6ci7x" (210)描述變換到連纟娥態(tài)202 (例如，x1—x2等等)的可 能性。數(shù)值p (^/x"參考將要發(fā)生的從一種狀?yuàn)^變換為另一種狀態(tài)下的情況。 類tU也，輸出少(204)(以及他們相應(yīng)的圓弧)描述由相應(yīng)的狀態(tài)202弓胞的某 種輸出變量(例如過(guò)程產(chǎn)量、觀糧的過(guò)程鵬等等)。因此，作為時(shí)序模型，過(guò) 程的狀態(tài)在附圖2中適時(shí)地從左向右發(fā)展，從某些開(kāi)始狀態(tài);c和輸出狀態(tài)少幵 始，在實(shí)際過(guò)程的操作中移動(dòng)至連續(xù)狀態(tài)202。
0024對(duì)于附圖2中的狀態(tài)空間模型，給出的狀態(tài)預(yù)測(cè)等式為
0025
"(0)+p
0026其中x為隱藏狀態(tài)矢量，/和g為非特指的關(guān)系，f為離散時(shí)間值， "為輸入變量(即，系統(tǒng)輸入)，以及p為過(guò)程噪聲。相1似也，這些觀測(cè)方程(描 述系統(tǒng)的實(shí)際觀測(cè)行為)如下
0027
w(,)) + ^
0028其中y為輸出矢量并且g為測(cè)量噪聲。注意到狀?yuàn)^變量不需要經(jīng) 常測(cè)量，并且實(shí)際上如果模型已經(jīng)變得充分地堅(jiān)固，則根本不需要測(cè)量狀態(tài)變 量。然而函數(shù)/和g (以及由此"、；c和;;之間的關(guān)系)優(yōu)選已知的函數(shù)。這些 函數(shù)可以之前已知或可以粗略地己知。在大多數(shù)過(guò)程中，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)非常復(fù)雜， 并且同時(shí)計(jì)算這些函數(shù)的問(wèn)題也很復(fù)雜。因此，經(jīng)常只有可能去估計(jì)/和g。然 而這些估計(jì)適合本發(fā)明的目的。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用統(tǒng)計(jì)學(xué)模型。即，不 時(shí)地測(cè)量催化齊鵬性，并且然后4柳統(tǒng)計(jì)學(xué)模型去推斷"、x和少之間的^^、。 此外，不需要設(shè)定為/和g時(shí)間不變量這些函數(shù)可以隨時(shí)間而改變。
0029附圖5表示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)程的綜述。通常，過(guò) 程包括一個(gè)定義部分(例如，在其中定義狀態(tài)空間模型的一系列的步驟 502-506)，以及一個(gè)實(shí)驗(yàn)部分(例如，包括測(cè)量輸入和評(píng)估隱藏狀態(tài)的步驟508-510)。
0030第一，在步驟502中，系統(tǒng)(例如j頓操作站104、服務(wù)器102 禾口/或控制器108的操作者)定義用于過(guò)程110的狀態(tài)空間模型的狀態(tài)x。這些 狀態(tài)包括至少一個(gè)催化劑的隱藏特性一例如，催化劑活性、催化劑壽命、催化 劑表面金屬等。
0031在一個(gè)實(shí)施例中，催化劑特'糊辨畢為狀^>布，而不是一個(gè)簡(jiǎn)單 的數(shù)量值。g口，因?yàn)榇嬖谟谶^(guò)程中的催化劑原料基本上為一組微粒，所以催化 劑的特性最好通過(guò)基于例如可利用的催化齊啲重量百分比的狀態(tài)分布來(lái)表示。 立即參考附圖3，例如，曲線圖302表示催化劑壽命關(guān)于催化劑重量百分比的狀 絲布304 (以天計(jì))。在這個(gè)示例的狀態(tài)中，系統(tǒng)中相比"年老"(或 的催化劑微粒，有更多"年輕"(或"新鮮")的催化劑微粒。類似地，曲線圖 304表示催化劑活性關(guān)于催化齊腫量百分比的狀態(tài)分布306 (以活躍的百分比 計(jì))，其中系統(tǒng)相比不活躍的催化劑微粒，包括更多活躍的催化劑微粒。因此， 在任何給定的時(shí)間，催化劑的特性(即，這組催化劑微粒)可以通過(guò)這組此類 狀態(tài)分布來(lái)描述特征。
0032在定義了狀態(tài)空間模型的狀態(tài)后，系統(tǒng)定義用于過(guò)程(步驟504) 的狀態(tài)空間模型的輸入"。這，入變量(表示為矢量),允許以簡(jiǎn)單的方式 測(cè)量它們的值。這,變量可以包括例如，過(guò)程的某些組件的纟鵬，金屬含量等 等。這^變量的測(cè)量方法為本領(lǐng)域已知的，因lt爐里不需要描述。
0033接下來(lái)，在步驟506中，定義狀態(tài)空間模型的輸出》矢量y優(yōu) ，包括:個(gè)、或多個(gè)易于測(cè)量的變量來(lái)捕捉過(guò)程產(chǎn)量的一些方面…例如，通過(guò)過(guò)
0034在步驟508中，測(cè)量輸入"和輸出Y (例如，使用如附圖l所示 的適當(dāng)?shù)膫?i^/執(zhí)行器no)。最后，在步驟510中，催化劑的隱藏狀態(tài);d頓 先前定義的狀態(tài)空間模型來(lái)評(píng)估。這可以以多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，使用卡爾曼濾波 技術(shù)，連續(xù)的蒙特卡洛技術(shù)，或任何其它已知用于處理狀態(tài)空間模型的方法。 如本領(lǐng)域中已知的，卡爾曼濾波為使用一組不完全的和有干擾的測(cè)量結(jié)果來(lái)評(píng) 估動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)的遞歸方法。相反的，連續(xù)的蒙特卡洛方法，其也經(jīng)常參考
為一種"微粒;^波"類型，包括基于過(guò)程仿真的模型評(píng)估。這兩種方法都是已
知技術(shù)，并且不需要在此詳細(xì)描述。不考慮使用的方法，系統(tǒng)從合適的測(cè)量結(jié)果中產(chǎn)生作為隱藏狀態(tài)矢量X的評(píng)估。
0035出于示例的目的，附圖4描述了有利于更加充分描述根據(jù)本發(fā)明
的方法的流化床催j機(jī)化(FCC)系統(tǒng)400。文中的"裂化"涉及將大的碳?xì)浠?合物分子分解為更小的、更加有效的成分。這樣的系統(tǒng)為一個(gè)用于石油工業(yè)的 精煉過(guò)程的普通級(jí)別。然而應(yīng)當(dāng)明白本發(fā)明并不限于此，并且可以在結(jié)合一些 催化過(guò)程形式的任何系統(tǒng)中實(shí)行。
0036參考附圖4，典型的FCC系統(tǒng)400包括再生器402、反應(yīng)堆404 (或分離容器)、射留器406、泥漿沉降器408、泵414和426以及空氣處理器408。 通常，設(shè)定FCC400在有磨碎的催化齊啲情況下去裂化石油，通過(guò)油蒸汽將這 些磨碎的催化劑維持在通風(fēng)或流化狀態(tài)。FCC400包括催化劑部分(再生器402 和反應(yīng)堆404)以及，部分(，器406禾口泥漿沉降器408)來(lái)一起運(yùn)行以完 成想得到的裂化。將原油進(jìn)料(或"碳?xì)浠衔镞M(jìn)料")412抽取(經(jīng)由泵414) 進(jìn)入反應(yīng)堆404的提升管416，在反應(yīng)堆中原油進(jìn)料與來(lái)自再生器402的再生催 化劑442相混合。再生器402通過(guò)處理器408接收助燃空氣，并且產(chǎn)生煙氣404， /Al哩稍后將微粒除去并且適宜地重新獲得能量。
0037提升管416中的碳?xì)浠衔锱c蒸汽420混合，使其通過(guò)熱催化劑 來(lái)蒸發(fā)和提升至反應(yīng)堆溫度。因it^^七在提升管416中發(fā)生，并且反應(yīng)堆404 作為一個(gè)保持容器來(lái)初步地動(dòng)作。裂化持續(xù)直到石油蒸汽在反應(yīng)堆中與催化劑 分離(即，反應(yīng)堆氣旋分離器)。將最后所得到的裂化產(chǎn)品424進(jìn)料給，器406， 在分餾器406中裂化產(chǎn)品424 ，各個(gè)部分，并且重油440的某些成分經(jīng)由泵 426和沉降器408再循環(huán)到提升管416中。流化催化劑(失效狀態(tài)中的422，再 生狀態(tài)中的442)由此辦賣(mài)地在反應(yīng)堆404和再生器402之間循環(huán)，如所示的使 用空氣，石油蒸汽和蒸汽。催化劑在提升管416中在反應(yīng)時(shí)M焦g鈍化， 但是焦炭隨后在再生器402中燃燒掉。如所示的，多種產(chǎn)品結(jié)果包括C4氣體 428、汽油430、輕柴油432、重柴油434和澄清灰漿436。
0038應(yīng)當(dāng)理解所示的FCC過(guò)程400的前述描述為為了簡(jiǎn)潔、簡(jiǎn)化來(lái) 介紹用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例內(nèi)容。系統(tǒng)400還可以包括多種對(duì)于本次討論不重 要的其它組件和過(guò)程。
0039用于所示的裂4til程400的催化劑可以包括，例如，ftf可種類的 基于沸石的催化劑。如本領(lǐng)域中所知，沸石為天然發(fā)現(xiàn)或合成地制造的含水的鋁硅酸鹽礦物，并li5常用在FCC過(guò)程方面。
0040催化劑的活性受系統(tǒng)400的多種方式的影響。活性增強(qiáng)機(jī)理包括 再生(分離煉焦)和失效催化劑的替換，如上所述，同樣活性減弱機(jī)理包括例 如，煉焦、(催化劑)中毒和熱鈍化。如本領(lǐng)域中所知，當(dāng)在燃燒過(guò)程中將碳灰 渣滓引入到催化劑之上(或之中)時(shí)發(fā)生催化劑的"煉焦"，當(dāng)另一種化合物反 應(yīng)并且化學(xué)地結(jié)合催化劑時(shí)發(fā)生催化劑的"中毒"，M^或基本上破壞它的功效。 催化劑的熱鈍化涉及伴隨溫度的下落其活性的減少。
0041根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)包括在狀態(tài)空間模型中的隱藏狀態(tài)的那^f寺性 來(lái)評(píng)估催化劑特性。更具體而言，繼續(xù)結(jié)合參考附圖4，狀態(tài)空間模型的狀態(tài)x 可以定義為反應(yīng)器404溫度的矢量Tw、再生器402溫度的矢量7;和包括反應(yīng)器 中所有催化劑微粒的催化劑活性的狀態(tài)分布(p 60 =^)。將這些溫度隱藏在 檢測(cè)中，它們是"有代表性的"溫度并且不能直接測(cè)量。因此，這些狀態(tài)可以 表示為
0042
" P"
0043這些狀態(tài)空間模型的輸入"可以定義為進(jìn)料^^ 7>￡￡D、催化劑
中毒成分(例如硫磺、釩、鈉禾口/或鎳)的含量(即，濃^)C,、 CV、 C;v。、 CM、以及
再生器燃燒氣體410的流率F&的矢量。0044
0045"=(7>咖，c cv, c爆cw,， F w)0046
0047此外，狀態(tài)空間模型(見(jiàn)附圖2)的輸出少可以定義為反應(yīng)器404 的出口溫度7^、再生器廢氣404的出口溫芰7;。、以及劍七的產(chǎn)品的部分(428、 430、 432、 434和436) G的矢量。
0048
0049
0050
0051
狀態(tài)預(yù)測(cè)方程可以表示為:
100052其中/為未指明的非線性的和隨機(jī)的函數(shù)，會(huì),基于最后的已知
狀態(tài)/7和新系統(tǒng)的輸入"'來(lái)得出新?tīng)顟B(tài)乂。函數(shù)/iM地考慮前面提到的各種
催化劑活性影響因 影響催化劑活性A 。
0053觀測(cè)方程可以定義為
y ，r' c' ，c'，c'，c'，c' f-g("，"，"，r' ，c'，c',c' ，c' ,r )
L加，< ，VG ，^Oa ^M，V^AW，flir—/，饑W1 &、 W，,，rZ，wr幼，S，^，Wo ，M , ,
0054其中g(shù)為射旨明糊璣性的和隨機(jī)的函數(shù)，能條于估計(jì)的狀態(tài) V和新系統(tǒng)的輸入i/來(lái)預(yù)測(cè)輸出乂。
0055在反應(yīng)器404中的催化劑活性^ (隱藏狀態(tài))的狀態(tài)分布可以近 似使用各種技術(shù)---即，利用各種已知統(tǒng)計(jì)狀態(tài)分布來(lái)建模(比如，伽馬或威布 爾分布)或利用分布的混合。通常，希望這些狀態(tài)分布為非高斯的和可能地多 模態(tài)的。例如，可以通過(guò)高斯曲線的混合或通過(guò)加權(quán)的樣本(即，催化劑微粒 的樣本)的有限M估算A。
0056基于p力的特定近似值禾曬數(shù)/和g的形式，狀態(tài)空間模型可以使 用各種技術(shù)來(lái)解決。誠(chéng)的技術(shù)包括，例如，卡爾曼濾波的f頓(和它的變量)， 隱藏的馬可夫模型,續(xù)的蒙特卡洛技術(shù)?？柭鼮V波和連續(xù)的蒙特卡洛技術(shù) 為預(yù)測(cè)器/校正器技術(shù)。艮口，預(yù)測(cè)器(/)根據(jù)來(lái)自之前估計(jì)的狀劍直和已知的輸 入f魏預(yù)測(cè)下一個(gè)狀劍直。校正器方法(g)通逝見(jiàn)測(cè)輸出《魏校正估計(jì)值?？?爾曼^慮波方法由施加函數(shù)g的倒置來(lái)組成，其中函數(shù)g為線性矩P科莫式并且可 以將其倒置。當(dāng)根據(jù)觀測(cè)至啲值y來(lái)試圖分配權(quán)重到每一個(gè)假設(shè)時(shí)，微粒、搶波 器與多狀態(tài)矢量假設(shè)一起工作。這類技術(shù)是本領(lǐng)域已知的，在此不需要詳細(xì)描 述。
0057在本發(fā)明之前的詳細(xì)描述中已經(jīng)提出至少一個(gè)典型的實(shí)施例，應(yīng) 當(dāng)理解大量的變化存在。同樣應(yīng)當(dāng)理解， 一個(gè)典型的實(shí)施例或多個(gè)典型的實(shí)施 例僅僅只是對(duì)列，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或設(shè)定。相反地， 前面詳細(xì)的描述將Jli共給那些本領(lǐng)域技術(shù)人員用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明典型實(shí)施例的方 便的指導(dǎo)方針，應(yīng)當(dāng)明白可以在函數(shù)中和在實(shí)施例中描述的成分的布置所做的 改變沒(méi)有脫離本發(fā)明在附加的權(quán)禾腰求和它們的法聘價(jià)中提出的范圍。
ii
權(quán)利要求
1、一種控制利用催化劑的類型過(guò)程的方法，該方法包括步驟定義用于過(guò)程(110)的狀態(tài)空間模型(200)，該狀態(tài)空間模型包括具有隱藏的催化劑性質(zhì)的催化劑狀態(tài)(202)；定義一組用于狀態(tài)空間模型的輸入變量(112)，其中輸入變量是實(shí)驗(yàn)地可測(cè)量的過(guò)程的性質(zhì)；定義一組用于狀態(tài)空間模型的輸出變量(204)，其中輸出變量是實(shí)驗(yàn)地可測(cè)量的過(guò)程的性質(zhì)；測(cè)量相應(yīng)于一組輸入變量(112)的一組輸入值；測(cè)量相應(yīng)于一組輸出變量(204)的一組輸出值；以及基于輸入值(112)、輸出值(204)和狀態(tài)空間模型(200)評(píng)估隱藏的催化劑性質(zhì)。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該組輸出變量包括過(guò)禾M^量變量。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中隱藏的催化劑tM從包括催化劑活性、 催化劑絲禾唯化劑表面的金屬的組群中選擇。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中隱藏的催化劑性質(zhì)為催化劑重量百分比 的狀態(tài)分布(302， 304)的形式。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中估計(jì)隱藏的催化劑性質(zhì)包括以高斯?fàn)顟B(tài) 分布的混合估算隱藏的催化劑性質(zhì)。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中估計(jì)隱藏的催化劑性質(zhì)包 SI過(guò)加權(quán)的 樣本的有限 估算隱藏的催化劑性質(zhì)。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中進(jìn)一步包括4OT從包括卡爾曼濾波、隱 藏的馬可夫模型和連續(xù)的蒙特卡洛模型的組群中選擇的方法來(lái)處理狀態(tài)空間模 型。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所皿程為在包括反應(yīng)器(404)和再 生器(402)的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)流化床催4機(jī)化(FCC)過(guò)程(400)，以及其中催化劑狀態(tài)(202)包括反應(yīng)器盼鵬、再生器的、鵬和催化劑活性狀^^布；該組輸入變量(112)包括FCC過(guò)程的進(jìn)料t鵬，催化劑中毒成分的含量和再生器燃燒氣體的流率；該組輸出變量(204)包括再生器的出口纟鵬、再生器廢氣的出口MS以M
全文摘要
在過(guò)程處理系統(tǒng)(100)中，催化劑的隱藏性質(zhì)通過(guò)在狀態(tài)空間模型(200)內(nèi)部以隱藏狀態(tài)包括那些性質(zhì)并且基于過(guò)程的可測(cè)量的輸入(112)和輸出(204)求解狀態(tài)空間模型來(lái)評(píng)估。在一個(gè)實(shí)施例中，控制利用催化劑的這類型過(guò)程的方法包括步驟定義用于過(guò)程(110)的狀態(tài)空間模型(200)，狀態(tài)空間模型包括具有隱藏的催化劑性質(zhì)的催化劑狀態(tài)；定義一組用于狀態(tài)空間模型的輸入變量(112)，其中輸入變量是實(shí)驗(yàn)地可以測(cè)量的過(guò)程(110)的性質(zhì)；定義一組用于狀態(tài)空間模型的輸出變量(204)，其中輸出變量是實(shí)驗(yàn)地可以測(cè)量的過(guò)程的性質(zhì)；測(cè)量相應(yīng)于一組輸入變量的一組輸入值；測(cè)量相應(yīng)于一組輸出變量的一組輸出值；以及基于輸入值、輸出值和狀態(tài)空間模型評(píng)估隱藏的催化劑性質(zhì)。
文檔編號(hào)G05B13/04GK101473281SQ200780022853
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月21日
發(fā)明者K·馬里克, P·斯特盧卡, R·納夫拉蒂爾 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司