用于动态控制烃精制过程的预测分析的系统和方法技术方案

本申请描述在控制烃精制过程中动态使用预测分析的系统和方法。一方面，所述方法包括分析烃样品，其中烃样品代表进入精制过程的烃的量；基于对烃样品的分析，建立用于进入精制过程的烃的烃精制过程的一种或多种预测模型；以及基于一种或多种预测模型，动态地控制当进入精制过程的烃移动通过精制过程时烃精制过程的各方面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于动态控制烃精制过程的预测分析的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2015年7月31日提交的美国临时专利申请序列号62/199,605的优先权和权益，将其全部内容通过引用并入本申请，作为本申请的一部分。
技术介绍
地球上发现的大多数烃天然存在于原油中，其中分解的有机物质提供丰富的碳和氢，碳和氢它们结合时，可以连接以形成看起来无限的链。烃可以在精制过程中精制以制备诸如汽油、柴油、石蜡等产品。精制过程可以包括储罐区、冷预热系统(coldpreheattrain)、脱盐器、热预热系统(hotpreheattrain)、原油加热器/原油加热炉、原油蒸馏装置、真空装置炉、真空蒸馏装置和下游加工装置，如加氢处理装置、加氢裂化装置、流体催化裂化(FCC)装置、减粘裂化装置、焦化装置等。如所述的，脱盐为精制过程的一个步骤。一般来说，脱盐为石油精制过程的第一操作之一。未经脱盐处理的原油可对炼油厂资产不利，导致严重的腐蚀问题。例如，精制过程中可形成盐酸，导致加速腐蚀。脱盐系统通过向系统中注入水去除原油中的大部分盐。由于盐在水中的溶解度较高，盐从原油转移到水相中。因此，脱盐系统通常为大型重力沉降池，其为水和原油提供足够的停留时间沉降。通常水的密度高于油的密度；因此，水在脱盐系统的底部沉降，原油从脱盐系统的顶部离开装置。此外，在脱盐系统顶部增加电网可促进原油在顶部分离和水在底部沉降。在一些情况下，原油和水可具有相对薄的界面。然而，实践中，在操作过程中，可以在水和原油之间形成水在原油中的乳液作为独特层。该乳液带，也称为“毛刺(rag)层”，可以在位置和尺寸方面为相当动态的。通常，这些乳液带可以导致炼油厂的运行效率低于最佳洗水率和导致低的混合阀压降，这降低其去除盐和沉积物的效率。这些乳液带的过度生长可以缩短脱盐系统中电网的运行寿命，从而使整个炼油厂的运行停顿。因此，可重要的是，监控和控制脱盐系统的性能以及保持控制乳液带的位置和尺寸。脱盐器的性能特征可以例如基于：脱盐的原油相对于原料油的脱盐百分比，脱盐的原油相对于原料油的脱水百分比和/或盐水或脱盐器的出水流中的含油百分比。脱盐器的最佳操作意味着非常高的脱除盐和水的量，并且水中的含油量接近零值。在脱盐器的操作过程中可以进行调整以提高性能。注意的是，脱盐系统的有效操作可能困难，需要具有丰富经验的专家进行正确的纠正调整。炼油厂中的原油共混物经常变化，并且当炼油厂处理新的共混物时，操作者需要能够判断脱盐系统的性能而不直接看见乳液带(毛刺层)，以确定化学处理的有效性并且在异常情况下采取适宜的纠正措施。此外，可以对精制过程的其它方面和参数进行控制和监控。目前，例如，对给定的烃共混物取样，送到实验室进行分析，然后返回。该过程可以需要不是几天就是几小时；因此处理的烃可以与取样的烃有所不同。因此，基于样品进行调整的控制或基于加入加工系统的添加剂的决定不是基于当前处理的烃，而是基于先前的烃量。例如，基于对进行加工的烃的分析，例如基于实验室数据的统计建模的原油稳定塔(CS)剂量需求、乳化稳定性和破乳剂(EB)剂量需求、结垢潜力和防垢剂(AF)剂量需求、以及在炼油厂烃加工过程中与腐蚀有关的性能和阻蚀剂剂量需求，各种添加剂可以用于烃。再有，目前，这些决定是针对不是几天前就是几小时前取出的样品作出的。因此，迫切需要可供烃精制机使用的工具，使精制机能够在开始加工共混物之前或在加工共混物过程中主动预测与加工给定组原油共混物有关的潜在问题(破乳、结垢和腐蚀相关)，并且以动态方式优化或控制精制过程的脱盐性能和其它方面。因此，期望在烃精制过程的控制中动态使用预测分析的系统和方法。
技术实现思路
本申请公开在烃精制过程的控制中动态使用预测分析的系统和方法。一方面，描述在烃精制过程的控制中动态使用预测分析的方法。该方法包括分析烃样品，其中烃样品代表进入精制过程的烃的量；基于对所述烃样品的分析，建立用于进入所述精制过程的烃的烃精制过程的一种或多种预测模型；和基于所述一种或多种预测模型，动态地控制当进入所述精制过程的烃移动通过所述精制过程时所述烃精制过程的各方面。另一方面，描述在烃精制过程的控制中动态使用预测分析的系统。该系统可以由如下组成：存储器，其中所述存储器存储计算机可读指令；和处理器，所述处理器与所述存储器通信耦合，其中所述处理器执行存储在所述存储器上的所述计算机可读指令。所述计算机可读指令引起：所述处理器接收对烃样品的分析，其中所述烃样品代表进入精制过程的烃的量；基于对所述烃样品的分析，建立用于进入所述精制过程的烃的烃精制过程的一种或多种预测模型；和基于所述一种或多种预测模型，动态地控制当进入所述精制过程的烃移动通过所述精制过程时所述烃精制过程的各方面。再一方面包括存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由计算机处理器执行时使所述计算机处理器执行在原油精炼过程中有用的方法，所述方法包括：接收对烃样品的分析，其中所述烃样品代表进入精制过程的烃的量；基于对所述烃样品的分析，建立用于进入所述精制过程的烃的烃精制过程的一种或多种预测模型；和基于所述一种或多种预测模型，动态地控制当进入所述精制过程的烃移动通过所述精制过程时所述烃精制过程的各方面。一方面，分析烃样品包括获得烃样品的指纹图谱。可以使用光谱得到所述烃样品的指纹图谱，所述光谱例如红外光谱、近红外光谱和核磁共振光谱等。一方面，基于所述烃样品的分析、建立进入所述精制过程的烃的烃精制过程的一种或多种预测模型包括基于所述指纹图谱建立一种或多种预测模型，所述一种或多种预测模型估计或预测以下中的一种或多种：密度、粘度、总酸值(TAN)、饱和百分比、沥青质百分比、树脂百分比、芳烃百分比、沥青质稳定性、原油稳定塔(CS)剂量需求、乳化稳定性和破乳剂(EB)剂量需求、结垢潜力和防垢剂(AF)剂量需求、以及在烃精制过程中与腐蚀有关的性能和阻蚀剂剂量需求。所述一种或多种预测模型可以包括原油标记物模型、原油相容性/不稳定性模型、乳化倾向模型和结垢潜力模型中的一种或多种。一方面，原油稳定塔剂量由所述不稳定性模型确定。原油稳定塔剂量可以加入到烃储罐区，所述烃储罐区容纳进入所述精制过程的所述烃。原油稳定塔剂量可以包括向进入的运输系统的原油中或向原油储罐中注入一种或多种稳定化学品。一方面，破乳剂剂量可以由乳化倾向模型确定。破乳剂剂量可以加入到烃储罐区，所述烃储罐区容纳进入精制过程的烃。破乳剂剂量可以包括将一种或多种破乳剂和润湿剂化学品注入到进入的运输系统中的原油和/或罐中的原油和/或水洗和脱盐器。一方面，防垢剂量可以由结垢潜力模型确定。在精制过程的脱盐后，防垢剂量可以加入到热预热系统。防垢剂量可以包括注入分散剂、稳定剂、阻聚剂、金属配位剂等。一方面，基于一种或多种预测模型，动态地控制当进入精制过程的烃移动通过精制过程时烃精制过程的各方面，可以包括向关于操作精制过程或精制过程一部分的人员提供来自一种或多种预测模型的咨询信息。另一方面，基于一种或多种预测模型，动态地控制当进入精制过程的烃移动通过精制过程时原油精制过程的方面，可以包括向动态脱盐器模型提供来自一种或多种预测模型的数据。一方面，动态脱盐器模型预测包括精制过程一部分的脱盐器的性能。动态脱盐器模型可以用于控制包括精制过程一部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在烃精制过程的控制中动态使用预测分析的方法，包括：分析烃样品，其中所述烃样品代表进入精制过程的烃的量；基于对所述烃样品的分析，建立用于进入所述精制过程的烃的烃精制过程的一种或多种预测模型；和基于所述一种或多种预测模型，动态地控制当进入所述精制过程的烃移动通过所述精制过程时所述烃精制过程的各方面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.31 US 62/199,6051.一种在烃精制过程的控制中动态使用预测分析的方法，包括：分析烃样品，其中所述烃样品代表进入精制过程的烃的量；基于对所述烃样品的分析，建立用于进入所述精制过程的烃的烃精制过程的一种或多种预测模型；和基于所述一种或多种预测模型，动态地控制当进入所述精制过程的烃移动通过所述精制过程时所述烃精制过程的各方面。2.权利要求1的方法，其中分析所述烃样品包括得到所述烃样品的指纹图谱。3.权利要求2的方法，其中使用光谱得到所述烃样品的指纹图谱。4.权利要求3的方法，其中所述光谱包括红外光谱、近红外光谱和核磁共振光谱中的一种或多种。5.权利要求2-4中任一项的方法，其中基于所述烃样品的分析、建立进入所述精制过程的烃的烃精制过程的一种或多种预测模型包括基于所述指纹图谱建立一种或多种预测模型，所述一种或多种预测模型估计或预测以下中的一种或多种：密度、粘度、总酸值、饱和百分比、沥青质百分比、树脂百分比、芳烃百分比、沥青质稳定性、原油稳定塔(CS)剂量需求、乳化稳定性和破乳剂(EB)剂量需求、结垢潜力和防垢剂(AF)剂量需求、以及在烃精制过程中与腐蚀有关的性能和阻蚀剂剂量需求。6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述一种或多种预测模型包括原油标记物模型、原油相容性/不稳定性模型、乳化倾向模型和结垢潜力模型中的一种或多种。7.权利要求6的方法，其中原油稳定塔剂量由所述不稳定性模型确定。8.权利要求7的方法，其中所述原油稳定塔剂量加入到烃储罐区，所述烃储罐区容纳进入所述精制过程的所述烃。9.权利要求7或8中任一项的方法，其中所述原油稳定塔剂量包括向进入的运输系统的原油中或向原油储罐中注入一种或多种稳定化学品。10.权利要求6-9中任一项的方法，其中破乳剂剂量由所述乳化倾向模型确定。11.权利要求10的方法，其中所述破乳剂剂量加入到烃储罐区，所述烃储罐区容纳进入所述精制过程的所述烃。12.权利要求10或11中任一项的方法，其中所述破乳剂剂量包括将一种或多种破乳剂和润湿剂化学品注入到进入的运输系统中的原油和/或罐中的原油和/或水洗和脱盐器。13.权利要求6-12中任一项的方法，其中防垢剂量由结垢潜力模型确定。14.权利要求13的方法，其中在精制过程的脱盐后，所述防垢剂剂量加入到热预热系统。15.权利要求13或14中任一项的方法，其中所述防垢剂剂量包括注入分散剂、稳定剂、阻聚剂和金属配位剂。16.权利要求1-15中任一项的方法，其中基于所述一种或多种预测模型，动态地控制当进入所述精制过程的烃移动通过所述精制过程时所述烃精制过程的各方面，包括向关于操作所述精制过程或所述精制过程一部分的人员提供来自所述一种或多种预测模型的咨询信息。17.权利要求1-16中任一项的方法，其中基于所述一种或多种预测模型，动态地控制当进入所述精制过程的烃移动通过所述精制过程时原油精制过程的方面，包括向动态脱盐器模型提供来自所述一种或多种预测模型的数据。18.权利要求17的方法，其中所述动态脱盐器模型预测包括所述精制过程一部分的脱盐器的性能。19.权利要求17或18中任一项的方法，其中所述动态脱盐器模型控制包括所述精制过程一部分的脱盐器。20.权利要求1-19中任一项的方法，其进一步包括当所述烃移动通过所述精制过程时，接收来自所述精制过程的过程数据。21.权利要求20的方法，其中所述过程数据用于完善和更新基于对所述烃样品的分析而建立的用于进入所述精制过程的烃的烃精制过程的一种或多种预测模型。22.权利要求21的方法，其中基于完善和更新的一种或多种预测模型，动态地控制当进入所述精制过程的烃移动通过所述精制过程时所述烃精制过程的各方面。23.权利要求1-22中任一项的方法，其中基于所述一种或多种预测模型，动态地控制当进入所述精制过程的烃移动通过所述精制过程时所述烃精制过程的各方面，包括动态地控制烃精制过程以减少精制过程中盐酸的产生。24.权利要求1-23中任一项的方法，其中所述精制过程包括储罐区、冷预热系统、脱盐器、热预热系统、原油加热器/原油加热炉、原油蒸馏装置、真空装置炉、真空蒸馏装置和下游加工装置。25.一种在烃精制过程的控制中动态地利用预测分析的系统，包括：存储器，其中所述存储器存储计算机可读指令；和处理器，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·T·巴卡斯，N·K·帕特尔，C·K·特兰，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US