[发明专利]一种基于图像识别的催化剂颗粒显微诊断系统及其方法

说明书

本发明提供了一种基于图像识别的催化剂颗粒显微诊断系统，包括存储数据库、显微拍照模块、报告登记模块、图像分析模块、专家诊断模块、报告查询模块、专家知识库模块和系统管理模块；所述显微拍照模块、报告登记模块、图像分析模块、专家诊断模块、报告查询模块、专家知识库模块和系统管理模块分别与存储数据库连接；本发明在现有催化剂常规分析手段基础上，快速得到催化剂显微属性外观分析，辅助技术人员进行催化剂显微照片的图像分析，替代人工的方法及更有效地挖掘出FCC装置存在的各种问题，很大程度地提高工程师的分析效率，及时地为FCC装置生产技术疑难问题提供参考依据。

技术领域

本发明涉及一种催化剂颗粒诊断系统，具体是一种基于图像识别的催化剂颗粒显微诊断系统及其方法。

背景技术

催化剂在催化裂化(FCC)反应中起着至关重要的作用，它在很大程度上决定了催化裂化装置的产品分布和产品质量。几十年来，各国的研究机构和催化剂制造商一直在积极研究和开发各种新催化剂。然而，对催化剂在工业运行装置中的状态进行监测和分析一直采用常规的取样和分析方法。催化剂传统的化学分析方法可以得到催化剂的定量物理性质和化学成分，但由于催化剂样品是混合的间歇样品，因此得到的结果是宏观平均的数据，系统中每个催化剂颗粒的真实微观状态不能直接反映出来。FCC催化剂为10～140微米的颗粒，肉眼只能观察到大体颜色，对催化剂的表面结构、颗粒形状、破碎情况以及碳在催化剂表面的分布情况等无法进行深入的了解。此外，由于常规采样的位置是相对固定的，无法对一些特殊部位的催化剂进行分析，如分馏塔底油浆中固体物的粒度分布等。

化验分析要根据时间要求来采样，并不能时刻监控到生产过程中催化剂的状态。化验方法能够定性获得催化剂样品的宏观物理性质和化学组成，但无法反映新鲜催化剂和催化装置内局部催化剂微观颗粒的真实状态。

FCC催化剂的显微诊断，在意识到常规的采样化验分析在催化剂分析过程中存在的种种局限性和不足之处以后，催化裂化专家周复昌先生认为FCC装置出现很多问题都可以从催化剂微观成像表面某些变化上反应出来，如新鲜催化剂颗粒粘结、催化剂破碎情况、催化剂金属污染、烧焦效果以及油剂接触状况、油浆固含物形状的变化等。采用催化裂化催化剂显微照相技术，即对催化剂进行显微摄影和放大观察，能更好、快速、直观地了解催化剂的变化情况，通过比较不同条件下催化剂的微观放大图像，可以尽快找出事故原因，及时解决问题，特别是对于经验不能清楚分析的问题。在多年FCC工业经验的基础上，于2006年开发出新的FCC操作诊断技术——FCC催化剂颗粒显微观察诊断技术。

通过对80多套FCC装置不同工况下各部位采集到的3000多个新鲜、待生和再生催化剂以及三旋细粉、油浆等催化剂样品进行处理、显微观察与摄影，建立了催化剂显微图库。通过对比催化剂样品的粒度分布，外观形状，表面颜色，油浆中催化剂浓度、粒度分布及颗粒形状来实现对催化剂的显微照片诊断分析，对分析、判断和解决FCC装置生产技术疑难问题具有指导意义。目前，已协助了全国十几套FCC装置进行了故障判断和优化操作，取得了显著的效果。然而，该技术目前只适用于对FCC装置具有丰富经验的工程师。催化剂显微照片人工诊断分析对于催化剂经验知识的依赖性较强，对诊断工程师的FCC方面的工程知识和经验掌握程度提出了很高的要求，只有经验丰富的工程师才能有效地通过比对现有的催化剂图像库来实现正确的诊断分析。

以往催化剂显微照片需要人工观察分析，能够有效地挖掘出FCC装置存在的问题，然而人工判断需要经验丰富的工程师才能做到，遗憾的是这样经验丰富的工程师极为稀缺。催化剂显微照片人工分析对经验知识的依赖性较强，并对工程师的FCC工业工程知识和经验掌握程度提出了很高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像识别的催化剂颗粒显微诊断系统及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：