基于主元分析與模糊C均值聚類的丙烯睛反應器優化
Optimizing Acrylonitrile Reactor Basedo nP rincipalC omponentA nalysis
and Fuzzy C-Means Cluster
李 永耐 搏 愛 平
(華 東 理 工 大 學 自 動化 研 究 所 ， 上 海 200 23 7)
摘要鑒于主元分析法的降維特性和模糊C均值聚類算法良好的分類性能，本文在丙烯睛反應器操作參數的優化中，結合這兩種
方法，將主元分析處理后的數據作為新的樣本輸入，利用模糊C均值聚類算法進行優化操作。在保留原有信息的基礎上，去除了冗余
數據，加快了聚類速度。實驗表明，混合算法的聚類結果比單純的基于聚類優化的方法能較好地對操作參數的優化起指導作用。
關鍵詞聚類主元分析丙烯睛優化操作
Absh2ct Becauseth ep rincipalco mponentan alysis( PCA)ca nd orpd imensionsfu zzyC -meansc luster( FCM)o fersg oodc lassifyingc apability,th e
author combines these two methods for the operation optimization of the acrylonitrile reactor. The data processed切PCA become the new inputs of FCM,
then optimized場using FCM. On the basis of reserving the original data, the method not only removed the redundant data, but also made the speed of
clustering faster. The result of this combined algorithm is better than that of pure cluster, and guiding optimization of operational parameters

丙烯睛生產工藝上海 石 油 化工股份有限公司的年產5萬噸丙烯睛裝置，采用美國標準石油公司Sohio的生產工藝，用丙烯、氨、空氣為原料，在A,B反應器中一次直接氧化制取丙烯睛。丙 烯睛 反 應器優化的目的是提高反應器出口丙烯睛的收率(%)，即生成的丙烯睛摩爾數與進人反應器的丙烯摩爾數之比，它的高低直接影響整個裝置的經濟效益。在催 化 劑 確定之后，根據對丙烯睛工藝的分析，我們將反應壓力(MP)、段溫度(℃)、純丙烯量(Nm3/h),空比(MOO,氨比(tool)、反應線速(tn/s)、觸媒量(t)選作優化變量。在優 化 操 作過程中充分考慮這些變量的特性及其相互之間的關系，進行適當的數據處理，以便于簡化優化過程。
2 主元分析與模糊C均值聚類
2.1 主元分析
主元 分 析 [6]是一種典型的統計模式識別方法。該方法的基本原理是從觀測變量內部的相互關系來整理信息，將測量變量加以適當的正交變換依次找出相互關聯性高的變量組，實現觀測數據向低維的壓縮，使數據的構造容易解釋，只要用少數幾個新變量(主成分)就可以大致反映出所研究的對象。