基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统技术方案

技术编号:17778585 阅读:52 留言:0更新日期:2018-04-22 06:32
一种基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统,包括用于采集生产过程数据和化验分析数据的数据采集模块,与数据采集模块数据输出端相连的由调和计算模块和经济优化计算模块构成的输出优化结果的计算模块,根据实际延迟焦化工艺流程建立严格机理模型的模拟模型,所述模拟模型的数据输出端分别连接使用EO方法建立有调和目标函数的调和模型和使用EO方法建立有优化目标函数的经济优化模型的数据输入端,所述计算模块的数据输入端和数据输出端分别连接流程模拟软件,并通过流程模拟软件调用调和子模型和经济优化子模型。本发明专利技术能够实现实时计算和优化,具有计算速度快的优势,满足实时优化要求,满足物料平衡和能量平衡,Web应用程序使系统使用和维护简单。

【技术实现步骤摘要】
基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统
本专利技术涉及一种延迟焦化吸收稳定优化方式,特别是涉及一种基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统。
技术介绍
延迟焦化是一种热裂化工艺,其主要目的是将高残碳的残油转化为轻质油。延迟焦化原料可以是重油、渣油、甚至是沥青,延迟焦化产物分为气体、汽油、柴油、蜡油和焦炭。焦化汽油和焦化柴油是延迟焦化的主要产品。延迟焦化装置一般分为延迟焦化、分馏和吸收稳定三个系统。其中吸收稳定系统是利用吸收和精馏方法将分馏塔塔顶油气分离器中的富气和粗汽油分离成干气(C1、C2)、液化气LPG(C3、C4)和稳定汽油。长期以来,吸收稳定系统存在以下长期困扰的问题:1干气不干,由于吸收不充分导致干气中夹带部分的C3及以上组分,使其中含有的丙烯作为燃料气使用,且液化气产量会降低;2补充吸收剂量和解吸塔底温度、贫吸收油量等参数处于不合理范围。如何调整的产品收率及降低能耗对整个装置的经济效益有着十分重要的影响。吸收稳定系统工艺主要由吸收塔、再吸收塔、解吸塔和稳定塔组成,4台塔之间存在多股循环物流,各塔之间相互干扰,相互制约。另外,由于富气原料组分未知,使得计算更加困难。要实经济效益最大化的目的,仅仅以某个塔为出发点是无法做到的,优化时既要考虑高附加值的产品收率又要最大程度地降低系统的能耗。因此必须对整个系统进行调和计算和经济最优化计算,得出综合效益最佳的结论,利用最优参数来指导生产。流程模拟是指将多个化工单元过程组成的工艺流程通过计算机软件以数学模型展现的计算过程,通过输入相应参数计算获得所需的结果。现今化工模拟软件得到极大的发展,其中以AspenPlus、Hysys和ProII等为代表,已经在化工行业得到了普遍的应用,对工艺研发、化工生产、工程设计起到了极大的帮助作用,另外在工艺优化及技术改造方面也有了广泛应用。通过采用流程模拟软件进行建模,分别进行基本工况计算、实际工况计算以及优化计算后,可以获得非常可靠的数据以分析整个系统的能量消耗和工艺特点。根据计算获得的结论调整相应的操作参数,提高C3以上组分吸收效率,减少不必要的能量消耗,使得整个系统的经济效益得到提高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是,提供一种能够给出最佳的操作参数,实现快速、准确计算,提高整个系统经济效益的基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统。本专利技术所采用的技术方案是:一种基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统,包括,用于采集生产过程数据和化验分析数据的数据采集模块,与所述的数据采集模块数据输出端相连的由调和计算模块和经济优化计算模块构成的输出优化结果的计算模块,根据实际延迟焦化工艺流程建立严格机理模型的模拟模型,所述模拟模型的数据输出端分别连接使用EO方法建立有调和目标函数的调和模型和使用EO方法建立有优化目标函数的经济优化模型的数据输入端,所述计算模块的数据输入端和数据输出端分别连接流程模拟软件,并通过所述的流程模拟软件调用调和子模型和经济优化子模型,其中,所述的调和计算模块和经济优化计算模块分别通过COM端口与流程模拟软件交互,实现对流程模拟软件的控制;所述的模拟模型中的严格机理模型包括物流、压缩机、汽轮机、泵、换热器、吸收塔、再吸收塔、解吸塔和稳定塔。所述的调和模型,是在模拟模型的基础上,使用EO方法建立的一个调和目标函数,选择一组调和变量和一组约束条件,调和目标函数是模拟计算结果与实际测量数据的误差平方和,调和变量是原料组成、流量和塔板效率;所述的经济优化模型,是在模拟模型的基础上,使用EO方法建立的一个经济优化目标函数,选择一组优化变量和一组约束条件,优化目标函数是产品效益减去操作费用和原料费用,优化变量是补充吸收剂量、贫吸收剂量和解吸塔底温度。所述的数据采集模块是根据连接在控制输入端的Web应用模块的控制,通过ODBC接口与实时数据库和LIMS数据库进行通讯,所述的操作数据包括物流和设备的温度、压力、流量、液位,所述的化验数据包括原料、中间物料、产品的质量分析数据。所述的Web应用模块,用于接受用户指令、启动后台计算程序、返回计算结果。所述调和计算模块和经济优化计算模块的控制包括启动流程模拟软件、打开调和模型和经济优化模型、参数读写和关闭调和模型和经济优化模型。调和模型中所述的调和目标函数为:vi——计算结果——实测值σi——标准偏差I——目标变量集合。经济优化模型(10)所述的经济优化目标函数MaxObj2=∑ivi*cost_∑jvj*cost,i∈I,j∈J(2)Vi——产品量Vj——公用工程消耗量Cost——价格I——产品变量集合J——公用工程变量集合所述的调和模型和经济优化模型的约束条件定义如下:1)液化气产品中C2组分体积分数上限VC2≤Mfmax(3)VC2——C2以下组分体积分数Mfmax——体积分数上限2)液化气产品中C5及以上组分体积分数上限VC5≤Mfmax(4)VC5——C5以上组分体积分数Mfmax——体积分数上限3)换热器热负荷上限约束D≤Duj,max,j∈J(5)D——换热器负荷Duj,max——负荷上限J——换热器集合4)解吸塔和稳定塔塔釜温度上下限约束Tj,b≤Tj,max(6)Tj,b≥Tj,min(7)Tw,b≤Tb,max(8)Tw,b≥Tb,min(9)Tj,b——解吸塔塔釜温度Tw,b——稳定塔塔釜温度Tmax——温度上限Tmin——温度下限5)精馏塔各段泛点率约束Fp≤Rmax(10)Fp——泛点率Rmax——泛点率上限6)调和变量上下限约束Rj≤Vj,max,j∈J(11)Rj≥Vj,min,j∈J(12)Rj——调和变量Vj,max——值上限Vj,min——值下限J——调和变量集合7)优化变量上下限约束Qj≤Vj,max,j∈J(13)Qj≥Vj,min,j∈J(14)Qj——优化变量Vj,max——值上限Vj,min——值下限J——优化变量集合。所述的调和模型和经济优化模型共同使用的约束条件包括产品液化气中C2组分体积分数上限和C5以上组分体积分数上限、解吸塔和稳定塔塔釜温度上下限和各换热器热负荷上限、精馏塔各段泛点率;所述的调和模型和经济优化模型分别单独使用的约束条件是调和变量的上下限和优化变量的上下限。本专利技术的基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统,使用流程模拟软件实现准确计算延迟焦化吸收稳定系统工艺过程的物性参数、物料平衡和能量平衡等数据;数据采集接口可以在线自动采集实时数据和LIMS数据,实现实时计算和优化;使用面向方程方法建立的调和子模型和经济优化子模型,较传统序贯模块法,具有计算速度快的优势,满足了实时优化要求;调和子模型可以对采集到的数据进行调和,消除系统误差,满足物料平衡和能量平衡;Web应用程序使系统使用和维护简单。附图说明图1是本专利技术基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统的框图;图2是本专利技术实施案例的延迟焦化装置吸收稳定系统的工艺流程图。图中1:Web应用模块2:数据采集模块3:实时数据库4:LIMS数据库5:调和计算模块6:经济优化计算模块7:流程模拟软件8:调和模型9:模拟模型10:经济优化模型K201:富气压缩机C301:吸收塔C302:解吸塔C303:再吸收塔C304:稳定塔D301:压缩机出口油气分离器D3本文档来自技高网
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基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统

【技术保护点】
一种基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统,其特征在于,包括,用于采集生产过程数据和化验分析数据的数据采集模块(2),与所述的数据采集模块(2)数据输出端相连的由调和计算模块(5)和经济优化计算模块(6)构成的输出优化结果的计算模块,根据实际延迟焦化工艺流程建立严格机理模型的模拟模型(9),所述模拟模型(9)的数据输出端分别连接使用EO方法建立有调和目标函数的调和模型(8)和使用EO方法建立有优化目标函数的经济优化模型(10)的数据输入端,所述计算模块的数据输入端和数据输出端分别连接流程模拟软件(7),并通过所述的流程模拟软件(7)调用调和子模型(8)和经济优化子模型(10),其中,所述的调和计算模块(5)和经济优化计算模块(6)分别通过COM端口与流程模拟软件(7)交互,实现对流程模拟软件(7)的控制;所述的模拟模型(9)中的严格机理模型包括物流、压缩机、汽轮机、泵、换热器、吸收塔、再吸收塔、解吸塔和稳定塔。所述的调和模型(8),是在模拟模型(9)的基础上,使用EO方法建立的一个调和目标函数,选择一组调和变量和一组约束条件,调和目标函数是模拟计算结果与实际测量数据的误差平方和,调和变量是原料组成、流量和塔板效率;所述的经济优化模型(10),是在模拟模型的基础上,使用EO方法建立的一个经济优化目标函数,选择一组优化变量和一组约束条件,优化目标函数是产品效益减去操作费用和原料费用,优化变量是补充吸收剂量、贫吸收剂量和解吸塔底温度。...

【技术特征摘要】
1.一种基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统,其特征在于,包括,用于采集生产过程数据和化验分析数据的数据采集模块(2),与所述的数据采集模块(2)数据输出端相连的由调和计算模块(5)和经济优化计算模块(6)构成的输出优化结果的计算模块,根据实际延迟焦化工艺流程建立严格机理模型的模拟模型(9),所述模拟模型(9)的数据输出端分别连接使用EO方法建立有调和目标函数的调和模型(8)和使用EO方法建立有优化目标函数的经济优化模型(10)的数据输入端,所述计算模块的数据输入端和数据输出端分别连接流程模拟软件(7),并通过所述的流程模拟软件(7)调用调和子模型(8)和经济优化子模型(10),其中,所述的调和计算模块(5)和经济优化计算模块(6)分别通过COM端口与流程模拟软件(7)交互,实现对流程模拟软件(7)的控制;所述的模拟模型(9)中的严格机理模型包括物流、压缩机、汽轮机、泵、换热器、吸收塔、再吸收塔、解吸塔和稳定塔。所述的调和模型(8),是在模拟模型(9)的基础上,使用EO方法建立的一个调和目标函数,选择一组调和变量和一组约束条件,调和目标函数是模拟计算结果与实际测量数据的误差平方和,调和变量是原料组成、流量和塔板效率;所述的经济优化模型(10),是在模拟模型的基础上,使用EO方法建立的一个经济优化目标函数,选择一组优化变量和一组约束条件,优化目标函数是产品效益减去操作费用和原料费用,优化变量是补充吸收剂量、贫吸收剂量和解吸塔底温度。2.根据权利要求1所述的基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统,其特征在于,所述的数据采集模块(2)是根据连接在控制输入端的Web应用模块(1)的控制,通过ODBC接口与实时数据库(3)和LIMS数据库(4)进行通讯,所述的操作数据包括物流和设备的温度、压力、流量、液位,所述的化验数据包括原料、中间物料、产品的质量分析数据。3.根据权利要求1所述的基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统,其特征在于,所述的Web应用模块(1),用于接受用户指令、启动后台计算程序、返回计算结果。4.根据权利要求1所述的基于面向方程法的延迟焦化吸收稳定优化系统,其特征在于,所述调和计算模块(5)和经济优化计算模块(6)的控制包括启动流程模拟软件(7)、打开调和模型(8)和经济优化模型(10)、参数读写和关闭调和模型(8)和经济优化模型(10)。...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕建新陈玉石佟伟彭伟锋王立新石培华金炜王建平闫雨
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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