炼油装置流程模拟及优化系统设计与应用
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课题 提 出一个新 的炼 油装 置模 拟 与优 化系 统架 构 ， 见图 １ 。该 系统 包 含数 据采 集 和 处理 、 程模 拟 与 流
兼容 的问题 ； 炼油 流程 模 拟软 件 操 作 复杂 ， 依 靠 不
外部计算 支 持 难 以单 独 实 现 全 流 程 优 化 ， 无 法 更 给炼油生 产 以合理 化 的生 产 指 导 。因 此进 一 步 提
摘
要 ： 计 出一 种 集 多 种 软 件 平 台 接 口与 智 能 方法 于一 体 的 流程 模 拟 与 优 化 系 统 ， 设 可综 合 采 集 并 处 理 现
场 实 时 数 据 和 实 验 室分 析 数 据 ， 于 建 立机 理 模 型 ， 型 中 内嵌 分 子结 构 集 总 到实 沸 点 集 总 的 自动 转 换 模 块 ， 用 模 能 实 现 全 流 程 模 拟 ， 采 用 智 能 算 法 计 算 难 以预 测 的 产 品质 量 指 标 ， 过 友 好 的 人机 接 Ｖ为用 户提 供 导 航 ， 导 用 并 通 Ｉ 引 户 通 过 简 单 操 作 获 取 实验 数据 ， 终 定 制 优 化 方案 。该 系统 在 保 证 模 拟 精 度 的 同时 ， 装 了采 集 、 理 数 据 的 繁 最 封 处
业 中应 用 广 泛 ］ 。但 是 共 同 存 在 着 一 些 缺 点 ： ①反应 器模 型使用 的集 总 与 分 馏部 分 使 用 的集 总
不同， 导致 无 法 实 现 两 部 分模 型 结 合 时 的 自动 转 换 ， 而无法实 现真 正 意 义上 的全 流程 模 拟 ； 没 从 ②
琐过程 ， 以人 机 界 面 简 化 了 操作 模 型 的过 程 ， 实 践 中 使 用 十分 方便 。 在
关 键 词 ： 油 装 置 流 程 模 拟 与优 化 设 计 应 用 炼
ｌ 前 言 近年 来原油 重 质化 、 硫 化 、 酸化 趋 势 越来 高 高
越 明显 ， 国炼 油 企 业 正 面 临前 所 未 有 的 深 层 次 我 挑 战 。借 助 于计 算 机 技 术 的 发 展 ， 程 模 拟 技 术 流 的应用 已经取得 了一 定的成 效＿ ］ 】 。但 是炼 油产 业 的信 息化 问题始 终 缺乏 一个 完 善 的模 拟 与 优 化方 案 ， 点在 于生产 装 置产 生 的 数据 量 巨大 ， 据库 难 数 种类 不一 ， 装置模 型 的机 理 复 杂 ， 且 现 行 的模 拟 并 软件在 全 流 程模 拟 和优 化 上存 在 缺 陷 ： 部 分 软 大 件难 以达 到 高精 度 ， 分 基 于 分 子 结 构 集 总 的反 部 应器模 型却存 在与 分 馏部 分 所 使用 的馏 程集 总不
炼油装置 的流程模 拟 与优化 功 能 ， 同时集成 了不 同
集 总 自动转化功能 以及 智能建模模块 。智 能建模 模 块 主要针 对集总转换后可 能造成的分子结 构信息 缺
失 的情况 ， 利用大量历史数 据来拟合 内部 关系 ， 预 并 测产 品指标 。此外 ， 还提 供一 个优 化数 据产 生 的接 口， 与人 机接 口模块相 连接 。 可 为 了克 服 现 行 模 拟 软件 页 面 多 、 入 参 数 多 输 且分散 、 以被 工作 人 员熟 练 掌握 的难 题 ， 入 并 难 引
般用户 难 以熟练 掌握 其 使 用 方法 ， 工作 效 率 低下 ； ④ 当采 用 分 馏 部 分 实 沸 点 集 总 时 ， 法 准 确 计算 无 出一些 由原 子结 构 数 据 推算 出 的 信 息 ， 重 石 脑 如 油的芳 构值 。
为解决炼 油装 置流 程模 拟软 件存 在 的问题 ， 本
处理 以及 消除显著 误 差处 理 ， 具备 自动 传输 到流 并
程模 拟 模 型 的功 能 。 流 程 模 拟 与 优 化 模 块 主 要 实 现
旨在 综合 利 用 分 布 广 泛 的 装 置 资 源 和 数 据 资 源 ， 解决反 应 器 与分 馏 部 分 集 总不 兼 容 的 问 题 ， 以提
石 控 制 与 优 化
油
炼
制
与
化
工
２１ ０ １年 ９月
ＰＥ ＴＲＯＬＥＵＭ ＲＯＣＥ Ｓ ＮＧ Ｐ Ｓ Ｉ ＡＮＤ Ｐ ＥＴＲＯＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬＳ
第 ４ ２卷 第 ９ 期
炼 油装 置流 程 模 拟 及 优 化 系 统 设 计 与 应 用
杨 小 健 ，孙 忠 潇
（ 京 工 业 大 学 电 子 与 信 息 工 程 学 院 ，南京 ２ Ｏ Ｏ ） 南 １ Ｏ ９
有 为用户 考 虑 数 据 采 集 的接 口， 户 必 须 通 过 繁 用 杂 的操 作 与数据 处理 运 算 才 能得 到 有 效 的稳 态数
据 ， 后 手 动 填 入 到 对 应 的 位 置 上 ； 大 部 分 流 程 然 ③
模拟 软件 的输入 信息 量 大 ， 界 面 布局 分 散 ， 一 且 使
高炼 油 流 程 模 拟 技 术 势 在 必 行 。 为 解 决 上 述 问 题 ， 课题 设计 出一 种炼 油 流 程模 拟 与 优 化 系统 ， 本
优化 、 人机接 口三个模 块 。数 据 采集 和处 理模 块能
够采集实 时位号数据库和实 验室化验数据库 中的设 备数据 和生产实时数据［ ］ 对这些数 据做平 滑滤波 ６ ， 。
高 系统应 用 效 率 ， 而 为 优 质 优 产 提 供 可 靠 的优 从
化方案 。
２ 炼 油装 置 流 程 模 拟 与 优 化 系 统 架构 设计
当前 流 行 的 炼 油 流 程 模 拟 软 件 包Baidu Nhomakorabea括 Ａｓ ｅ ｐｎ Ｐｕ ， ｌｓ ＨＹＳ ， Ｒ ／Ｉ Ｕｎｓ 等 ， 各 个 炼 油 企 ＹＳ Ｐ Ｏ Ｉ， ｉｍ ｉ 在
开发 了人 机 接 口模 块 ， 所 模 拟 的装 置 流 程 图 展 将
收稿 Ｅ期 ：２ ｌ － １１ ； 改稿 收 到 日期 ：２ １ － ３ ｉ 。 ｔ Ｏ １０ — ７ 修 ０ ｉ０ 一 ０
兼容 的问题 ； 炼油 流程 模 拟软 件 操 作 复杂 ， 依 靠 不
外部计算 支 持 难 以单 独 实 现 全 流 程 优 化 ， 无 法 更 给炼油生 产 以合理 化 的生 产 指 导 。因 此进 一 步 提
摘
要 ： 计 出一 种 集 多 种 软 件 平 台 接 口与 智 能 方法 于一 体 的 流程 模 拟 与 优 化 系 统 ， 设 可综 合 采 集 并 处 理 现
场 实 时 数 据 和 实 验 室分 析 数 据 ， 于 建 立机 理 模 型 ， 型 中 内嵌 分 子结 构 集 总 到实 沸 点 集 总 的 自动 转 换 模 块 ， 用 模 能 实 现 全 流 程 模 拟 ， 采 用 智 能 算 法 计 算 难 以预 测 的 产 品质 量 指 标 ， 过 友 好 的 人机 接 Ｖ为用 户提 供 导 航 ， 导 用 并 通 Ｉ 引 户 通 过 简 单 操 作 获 取 实验 数据 ， 终 定 制 优 化 方案 。该 系统 在 保 证 模 拟 精 度 的 同时 ， 装 了采 集 、 理 数 据 的 繁 最 封 处
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不同， 导致 无 法 实 现 两 部 分模 型 结 合 时 的 自动 转 换 ， 而无法实 现真 正 意 义上 的全 流程 模 拟 ； 没 从 ②
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关 键 词 ： 油 装 置 流 程 模 拟 与优 化 设 计 应 用 炼
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炼油装置 的流程模 拟 与优化 功 能 ， 同时集成 了不 同
集 总 自动转化功能 以及 智能建模模块 。智 能建模 模 块 主要针 对集总转换后可 能造成的分子结 构信息 缺
失 的情况 ， 利用大量历史数 据来拟合 内部 关系 ， 预 并 测产 品指标 。此外 ， 还提 供一 个优 化数 据产 生 的接 口， 与人 机接 口模块相 连接 。 可 为 了克 服 现 行 模 拟 软件 页 面 多 、 入 参 数 多 输 且分散 、 以被 工作 人 员熟 练 掌握 的难 题 ， 入 并 难 引
般用户 难 以熟练 掌握 其 使 用 方法 ， 工作 效 率 低下 ； ④ 当采 用 分 馏 部 分 实 沸 点 集 总 时 ， 法 准 确 计算 无 出一些 由原 子结 构 数 据 推算 出 的 信 息 ， 重 石 脑 如 油的芳 构值 。
为解决炼 油装 置流 程模 拟软 件存 在 的问题 ， 本
处理 以及 消除显著 误 差处 理 ， 具备 自动 传输 到流 并
程模 拟 模 型 的功 能 。 流 程 模 拟 与 优 化 模 块 主 要 实 现
旨在 综合 利 用 分 布 广 泛 的 装 置 资 源 和 数 据 资 源 ， 解决反 应 器 与分 馏 部 分 集 总不 兼 容 的 问 题 ， 以提
石 控 制 与 优 化
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炼
制
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工
２１ ０ １年 ９月
ＰＥ ＴＲＯＬＥＵＭ ＲＯＣＥ Ｓ ＮＧ Ｐ Ｓ Ｉ ＡＮＤ Ｐ ＥＴＲＯＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬＳ
第 ４ ２卷 第 ９ 期
炼 油装 置流 程 模 拟 及 优 化 系 统 设 计 与 应 用
杨 小 健 ，孙 忠 潇
（ 京 工 业 大 学 电 子 与 信 息 工 程 学 院 ，南京 ２ Ｏ Ｏ ） 南 １ Ｏ ９
有 为用户 考 虑 数 据 采 集 的接 口， 户 必 须 通 过 繁 用 杂 的操 作 与数据 处理 运 算 才 能得 到 有 效 的稳 态数
据 ， 后 手 动 填 入 到 对 应 的 位 置 上 ； 大 部 分 流 程 然 ③
模拟 软件 的输入 信息 量 大 ， 界 面 布局 分 散 ， 一 且 使
高炼 油 流 程 模 拟 技 术 势 在 必 行 。 为 解 决 上 述 问 题 ， 课题 设计 出一 种炼 油 流 程模 拟 与 优 化 系统 ， 本
优化 、 人机接 口三个模 块 。数 据 采集 和处 理模 块能
够采集实 时位号数据库和实 验室化验数据库 中的设 备数据 和生产实时数据［ ］ 对这些数 据做平 滑滤波 ６ ， 。
高 系统应 用 效 率 ， 而 为 优 质 优 产 提 供 可 靠 的优 从
化方案 。
２ 炼 油装 置 流 程 模 拟 与 优 化 系 统 架构 设计
当前 流 行 的 炼 油 流 程 模 拟 软 件 包Baidu Nhomakorabea括 Ａｓ ｅ ｐｎ Ｐｕ ， ｌｓ ＨＹＳ ， Ｒ ／Ｉ Ｕｎｓ 等 ， 各 个 炼 油 企 ＹＳ Ｐ Ｏ Ｉ， ｉｍ ｉ 在
开发 了人 机 接 口模 块 ， 所 模 拟 的装 置 流 程 图 展 将
收稿 Ｅ期 ：２ ｌ － １１ ； 改稿 收 到 日期 ：２ １ － ３ ｉ 。 ｔ Ｏ １０ — ７ 修 ０ ｉ０ 一 ０