[發(fā)明專利]基于流程模擬軟件的催化裂化裝置在線理論能耗計算系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210545240.0
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103106333A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖興發(fā);李振峰;余金森;阮慧娟;宋國營;焦洋;陶志鋼;唐宏亮;沈雪松;孫睿衍;孫虎良
• 申請（專利權(quán)）人: 海優(yōu)華系統(tǒng)集成技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;C10G11/00
• 代理公司: 北京連城創(chuàng)新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11254
• 代理人: 劉伍堂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油加工領(lǐng)域，具體地說是基于流程模擬軟件的催化裂化裝置在線理論能耗計算系統(tǒng)。

背景技術(shù)

催化裂化裝置是主要的煉油裝置之一，它是將重質(zhì)油輕質(zhì)化，生產(chǎn)液化氣、汽油和柴油的重要裝置。催化裂化的原料一般是重質(zhì)餾分油，原料在催化劑的作用、470~530℃的溫度范圍和0.2~0.4MPa的壓力范圍下，發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成液化氣、汽油、柴油等輕質(zhì)油產(chǎn)品和焦炭的過程。催化裂化裝置一般分為反應(yīng)再生、分餾和吸收穩(wěn)定三個系統(tǒng)。在我國的煉油廠中，催化裂化裝置的地位十分突出，催化裂化裝置的加工能力已占原油加工量的37%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

國外大石油公司普遍采用基準(zhǔn)能耗評價工藝裝置的用能水平，具有一定的實用價值。所謂基準(zhǔn)能耗就是對于不同的裝置，根據(jù)原料、工藝流程和產(chǎn)品方案的有關(guān)數(shù)據(jù)，制定較先進的基礎(chǔ)工藝條件，計算出理論上可以達到的能耗值，作為裝置設(shè)計和改造的高標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。采用基準(zhǔn)能耗計算方法和評價指標(biāo)，對于科學(xué)地評價裝置的用能水平、診斷其節(jié)能潛力具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。基準(zhǔn)能耗的計算結(jié)果對于裝置的節(jié)能管理、工藝設(shè)計和技術(shù)改造起到了很好的作用。

20世紀(jì)80年代中期，中國石油化工集團公司節(jié)能技術(shù)中心組織有關(guān)專家在對催化裂化裝置能耗共性分析的基礎(chǔ)上，通過大量的理論分析和模擬，結(jié)合標(biāo)定數(shù)據(jù)和工程實際經(jīng)驗，建立了催化裂化裝置的基準(zhǔn)能耗計算方法。該方法是一個經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式，通過輸入代表裝置工藝水平、原料性質(zhì)、加工流程的幾個重要參數(shù)以計算基準(zhǔn)能耗。幾個重要參數(shù)如下：原料加工量、原料比重、殘?zhí)苛俊a(chǎn)品收率、主風(fēng)機出口壓力、氣壓計出口壓力、反應(yīng)器出口壓力、回?zé)挶取㈧F化蒸汽比例、流量、溫度、壓力、產(chǎn)品質(zhì)量控制指標(biāo)、工藝用汽基準(zhǔn)量、熱出料基準(zhǔn)溫度、低溫?zé)峄鶞?zhǔn)溫度、裝置操作參數(shù)、散熱體的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)、機組基準(zhǔn)效率、氣候特征參數(shù)、物料平衡數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)、原料和產(chǎn)品的化驗分析數(shù)據(jù)。

理論能耗是指基于裝置實際設(shè)備現(xiàn)狀、實際加工的原料現(xiàn)狀、裝置實際加工方案基礎(chǔ)上，裝置可實現(xiàn)的最低能耗或最佳能耗。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的基準(zhǔn)能耗計算系統(tǒng)存在如下問題：現(xiàn)有的基準(zhǔn)能耗計算方法需要大量的手動計算，經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式中的系數(shù)是通過當(dāng)時特定的原料、工藝水平及操作水平回歸得來，而近30年來，催化裂化技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了重大的變化，其操作條件、原料性質(zhì)、產(chǎn)品分布、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等都出現(xiàn)了較大的變化；這使得現(xiàn)有的回歸公式無法對催化裂化裝置的基準(zhǔn)能耗作出準(zhǔn)確的計算；現(xiàn)有的基準(zhǔn)能耗計算方法通用于所有的催化裂化裝置，無法針對性地對每套裝置的實際工藝水平、加工方案等個性化條件合理地進行基準(zhǔn)能耗計算；現(xiàn)有的基準(zhǔn)能耗計算方法沒有考慮例如大氣溫度、壓力對、空氣組成等環(huán)境因素對基準(zhǔn)能耗值的影響；現(xiàn)有基準(zhǔn)能耗無法計算用裝置的理論能耗；現(xiàn)有基準(zhǔn)能耗沒有和能夠反映實時工況變化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接，例如實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和實驗室信息管理系統(tǒng)LIMS，從而無法在線實時地計算理論能耗。所以現(xiàn)有的基準(zhǔn)能耗計算方法已無法滿足新原料和新工藝對理論能耗在線計算的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于流程軟件的催化裂化裝置在線理論能耗計算系統(tǒng)，用以根據(jù)催化裂化裝置實際設(shè)備現(xiàn)狀、實際加工的原料屬性、實際加工方案，在線計算出裝置可以實現(xiàn)的最佳能耗。

Aspen?Plus是一個具有生產(chǎn)裝置設(shè)計、穩(wěn)態(tài)模擬和優(yōu)化功能的大型通用流程模擬軟件。利用該軟件可對催化裂化裝置進行嚴(yán)格的工藝模擬計算，快速準(zhǔn)確地計算出裝置的基準(zhǔn)能耗。針對不同的原料、加工裝置和工藝流程，可通過Aspen?Plus快速制定一個Aspen?Plus用能模型，將反映工況的原料屬性、產(chǎn)品收率、設(shè)備效率等參數(shù)輸入Aspen?Plus用能模型中進行模擬計算，實現(xiàn)快速自動計算對應(yīng)不同工況下的基準(zhǔn)能耗值的功能。

實時數(shù)據(jù)庫InfoPlus.21（以下簡稱：IP.21）可以訪問和集成來自整個工廠范圍內(nèi)的DSC數(shù)據(jù)和PLC的數(shù)據(jù)。IP.21提供了全功能的API開發(fā)工具包，用戶利用API開發(fā)工具包可以開發(fā)制定出接口程序和集成程序。