專利名稱：基于流程模擬軟件的催化裂化透明分餾塔模擬計算系統(tǒng)的制作方法
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透明分餾塔模擬計算系統(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。在我國的煉油廠中，催化裂化裝置的地位更加突出。全國共有催化裂化裝置近百套，加工能力有150兆噸/年。石油的分餾工藝是催化裂化生產(chǎn)工藝中的重要一環(huán)，它關(guān)系到產(chǎn)品的品質(zhì)。目前，國內(nèi)外的學(xué)者普遍采用流程模擬軟件Aspen Plus對分餾塔的生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究，以期通過對工藝改造，達(dá)到節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)效益的目的。采用Aspen Plus對分餾塔的生產(chǎn)工藝進(jìn)行模擬計算，對于科學(xué)地評價分餾塔的運行水平、診斷運行問題、挖掘節(jié)能潛力及提出具體的工藝改造措施具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。Aspen Plus是一個包括生產(chǎn)裝置設(shè)計、穩(wěn)態(tài)模擬和優(yōu)化的大型通用流程模擬軟件。利用該軟件可對催化裂化的分餾塔裝置進(jìn)行嚴(yán)格的工藝模擬計算，快速準(zhǔn)確算出理論生產(chǎn)工藝條件。針對不同原料進(jìn)料、工藝條件，可通過Aspen Plus快速定制一個Aspen Plus用戶模型，并將反映工況的原料進(jìn)料流量和原料溫度、分餾塔的操作壓力、分餾塔側(cè)線循環(huán)流量，分餾塔側(cè)線抽出量等參數(shù)輸入Aspen Plus用戶模型進(jìn)行模擬計算，實現(xiàn)快速得到不同工況下的分餾塔的運行情況。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。UMS用以實現(xiàn)實驗室數(shù)據(jù)和信息的收集、分析、報告和管理，采用開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)接口 ODBC與其通訊。通過ODBC可以從LMS中讀取原料和產(chǎn)品的化驗分析數(shù)據(jù)，用來實現(xiàn)實驗室數(shù)據(jù)和信息的收集、分析、報告和管理。在實現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有分餾塔的模擬計算存在如下問題(1)催化工藝新技術(shù)的出現(xiàn)，現(xiàn)有的Aspen Plus分懼塔流程模擬計算方法不能完全準(zhǔn)確的反應(yīng)工藝新的變化；(2)現(xiàn)有的Aspen Plus分餾塔流程模擬計算方法是適用于所有催化裂化裝置的通用計算方法，無法根據(jù)分餾塔的實際工藝水平、加工方案等個性化條件，計算出分餾塔工藝運行狀況；(3)現(xiàn)有的Aspen Plus分餾塔流程模擬計算方法沒有反映工況實時變化的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如實時數(shù)據(jù)庫和LIMS的連接只是根據(jù)加工量，估算出分餾塔進(jìn)料的流量參數(shù)和溫度參數(shù)，無法反映出分餾塔實際的實時運行情況。本技術(shù)采集實時數(shù)據(jù)，利用流程模擬軟件Aspen Plus對分餾塔的整個系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的工藝模擬計算，分析整個系統(tǒng)的工藝特點。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，通過調(diào)節(jié)分餾塔的操作參數(shù)，優(yōu)化工藝流程，降低操作成本，增加全廠效益。

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，提供一種基于流程模擬軟件的催化裂化透明分餾塔模擬計算系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明包括實時數(shù)據(jù)庫模塊、分餾塔計算模塊、水力學(xué)計算模塊、Web用戶界面和基于Flash的實時信息發(fā)布模塊，其特征在于通過流程模擬軟件Aspen Plus對催化裂化透明分餾塔系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行模擬計算，建立準(zhǔn)確的流程模型。過程控制系統(tǒng)將采集到的過程數(shù)據(jù)傳送至實時數(shù)據(jù)庫模塊里的軟測量子模塊用以進(jìn)行人工校正處理，輸出軟測量后的過程數(shù)據(jù)，存入實時數(shù)據(jù)庫模塊，過程數(shù)據(jù)具體包括進(jìn)料組分、原料和產(chǎn)品性質(zhì)、溫度過程數(shù)據(jù)、壓力過程數(shù)據(jù)及流量過程數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)庫接口讀取過程數(shù)據(jù)存入實時模型參模塊，并通過應(yīng)用Web用戶界面配置實時模型參模塊，生成分餾塔計算模型和水力學(xué)計算模型，將分餾塔模擬計算結(jié)果和水力學(xué)模擬計算結(jié)果通過數(shù)據(jù)庫接口存入SQL數(shù)據(jù)庫；用戶通過應(yīng)用Web用戶界面配置仿真計算參數(shù)，并生成仿真指令；分餾塔模型和水力學(xué)計算模型接收到仿真指令后，通過數(shù)據(jù)庫接口調(diào)用SQL數(shù)據(jù)庫中的分餾塔模擬計算結(jié)果和水力學(xué)模擬計算結(jié)果，開始仿真計算，計算完成后，將仿真計算結(jié)果傳送至互聯(lián)網(wǎng)Web用戶界面；基于Flash的實時信息發(fā)布模塊讀取仿真計算結(jié)果，然后實時顯示在Web中?；贏spen Plus的分懼塔模擬計算模塊中具體還包括Aspen Plus接口子模塊，該子模塊采用C#語言對Aspen Plus軟件提供的ActiveX接口做二次封裝,簡化了 . NET環(huán)境下使用Aspen Plus ActiveX的方法,實現(xiàn)了啟動Aspen Plus軟件、加載模型、讀寫模型參數(shù)、啟動計算引擎、釋放資源等功能。用戶輸入模擬水力學(xué)計算命令，水力學(xué)計算模塊接口通過讀取Web頁面數(shù)據(jù)以及AspenPlus計算結(jié)果數(shù)據(jù)，實時的對分餾塔的水力學(xué)進(jìn)行計算，模擬結(jié)果傳送至Web頁面?；贔lash的信息發(fā)布模塊接受Web頁面數(shù)據(jù)，將液相和液相負(fù)荷曲線以圖形的形式展示出來。當(dāng)用戶選擇分餾塔的塔盤時，該層塔盤水力學(xué)計算結(jié)果將以水力學(xué)負(fù)荷曲線的形式展示給用戶，并對計算結(jié)果提出相應(yīng)的操作的意見。所述的基于Aspen Plus軟件的分餾塔模型根據(jù)某廠催化裂化分餾的現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的Aspen流程模擬計算，保證模型計算結(jié)果與現(xiàn)場實際情況一致。實施步驟如下(1)基本工況的流程模擬根據(jù)現(xiàn)場操作數(shù)據(jù)、實際分析數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的Aspen流程模擬計算；(2)理論和實際結(jié)果的對比根據(jù)理論和實際計算的結(jié)果對比來驗證計算的穩(wěn)定性和正確性。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，計算系統(tǒng)以流程模擬技術(shù)為基礎(chǔ)，建立了基于工藝流程模擬軟件Aspen Plus的催化裂化透明分餾塔流程模擬計算系統(tǒng)；采用獨立的計算模塊求解非線性模型；實現(xiàn)實時仿真模擬。根據(jù)計算的結(jié)果，對分餾塔的提出實時操作優(yōu)化意見。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。圖2為本發(fā)明的水力學(xué)模型計算流程圖。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。參見圖1和圖2，本發(fā)明包括分餾塔計算模型、水力學(xué)計算模型、互聯(lián)網(wǎng)Web用戶輸入界面和Aspen數(shù)據(jù)接口和基于Flash信息發(fā)布模塊。圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。用戶通過應(yīng)用用戶輸入界面配置實時模型參數(shù)和調(diào)用實時數(shù)據(jù)庫里的進(jìn)料組分、原料和產(chǎn)品性質(zhì)、操作溫度參數(shù)、壓力參數(shù)、流量參數(shù)，同時可對實時數(shù)據(jù)庫采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行人工校正處理，將經(jīng)過校正后的數(shù)據(jù)存入實時數(shù)據(jù)庫。用戶輸入模擬計算命令，分餾塔計算模型通過數(shù)據(jù)接口讀取用戶輸入界面采集到的數(shù)據(jù)，實時優(yōu)化模型運行計算，模擬計算完成，模擬結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)庫。基于動畫格式Flash的實時信息發(fā)布模塊通過實時數(shù)據(jù)接口讀取實時數(shù)據(jù)，然后通過Flash實時顯示在Web流程圖中；用戶界面可讀取實時模擬計算結(jié)果數(shù)據(jù)。圖2為本發(fā)明的水力學(xué)模型計算流程圖。計算指令發(fā)出后，水力學(xué)計算模型讀取采集到的用戶界面的輸入數(shù)據(jù)，將計算的結(jié)果傳送至數(shù)據(jù)庫，用戶界面可讀取計算結(jié)果數(shù)據(jù)。實施案例
權(quán)利要求
1.基于流程模擬軟件的催化裂化透明分餾塔模擬計算系統(tǒng)，包括實時數(shù)據(jù)庫模塊、分餾塔計算模塊、水力學(xué)計算模塊、Web用戶界面和基于Flash的實時信息發(fā)布模塊，其特征在于: 通過流程模擬軟件Aspen Plus對催化裂化透明分餾塔系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝建立流程模型，進(jìn)行模擬計算； 過程控制系統(tǒng)將采集到的過程數(shù)據(jù)傳送至實時數(shù)據(jù)庫模塊里的軟測量子模塊用以進(jìn)行人工校正處理，輸出軟測量后的過程數(shù)據(jù)，存入實時數(shù)據(jù)庫模塊，過程數(shù)據(jù)具體包括進(jìn)料組分、原料和產(chǎn)品性質(zhì)、溫度過程數(shù)據(jù)、壓力過程數(shù)據(jù)及流量過程數(shù)據(jù)； 實時數(shù)據(jù)庫接口讀取過程數(shù)據(jù)存入實時模型參模塊，并通過應(yīng)用Web用戶界面配置實時模型參模塊，生成分餾塔計算模型和水力學(xué)計算模型，將分餾塔模擬計算結(jié)果和水力學(xué)模擬計算結(jié)果通過數(shù)據(jù)庫接口存入SQL數(shù)據(jù)庫；用戶通過應(yīng)用Web用戶界面配置仿真計算參數(shù)，并生成仿真指令；分餾塔模型和水力學(xué)計算模型接收到仿真指令后，通過數(shù)據(jù)庫接口調(diào)用SQL數(shù)據(jù)庫中的分餾塔模擬計算結(jié)果和水力學(xué)模擬計算結(jié)果，開始仿真計算，計算完成后，將仿真計算結(jié)果傳送至互聯(lián)網(wǎng)Web用戶界面；基于Flash的實時信息發(fā)布模塊讀取仿真計算結(jié)果，然后實時顯示在Web中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流程模擬軟件的催化裂化透明分餾塔模擬計算系統(tǒng)，其特征在于:所述的分餾塔計算模型依序完成如下步驟: 步驟al.實時數(shù)據(jù)庫接口讀取實時數(shù)據(jù)庫中的溫度過程數(shù)據(jù)、壓力過程數(shù)據(jù)及流量過程數(shù)據(jù)，將其傳送至分餾塔計算模型； 步驟bl.數(shù)據(jù)處理，剔除誤差； 步驟Cl.判斷是否啟動模擬計算，如果是進(jìn)行步驟dl，如果不是繼續(xù)進(jìn)行步驟Cl; 步驟dl.分餾塔計算模型進(jìn)行模擬計算，計算完成后輸出模擬計算結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力學(xué)計算模型，其特征在于:所述的水力學(xué)計算模型的計算流程如下: 步驟a2.Aspen Plus Active X接口和實時數(shù)據(jù)庫接口讀取實時數(shù)據(jù)庫中的溫度過程數(shù)據(jù)、壓力過程數(shù)據(jù)及流量過程數(shù)據(jù)，將其傳送至水力學(xué)計算模型接口 ； 步驟b2.數(shù)據(jù)處理，剔除誤差； 步驟c2.判斷是否啟動模擬計算，如果是進(jìn)行步驟dl，如果不是繼續(xù)進(jìn)行步驟c2; 步驟d2.將水力學(xué)計算模型參數(shù):溫度過程數(shù)據(jù)、壓力過程數(shù)據(jù)、流量過程數(shù)據(jù)及水力學(xué)計算參數(shù)傳入水力學(xué)計算模型； 步驟e2.啟動計算程序，完成后以圖形的方式的輸出模擬計算結(jié)果，包括液相和氣相的水力學(xué)負(fù)荷圖形，每層塔盤的液相和氣相負(fù)荷數(shù)據(jù)，塔盤的適宜操作區(qū)圖，分餾塔的操作意見。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流程模擬軟件的催化裂化透明分餾塔模擬計算系統(tǒng)，其特征在于:所述的軟測量子模塊具體流程如下: 步驟a4.采集實時測量溫度數(shù)值、壓力數(shù)值及流量數(shù)值； 步驟b4.數(shù)據(jù)處理，剔除誤差； 步驟c4.流程模擬軟件As pen Plus建立分懼塔計算模型和水力學(xué)計算模型； 步驟d4.模擬計算結(jié)果；步驟e4.判斷模擬計算結(jié)果是否有對應(yīng)的測量數(shù)值，如果有對應(yīng)的測量數(shù)值則繼續(xù)進(jìn)行步驟f4，如果沒有對應(yīng)的測量數(shù)值則輸出模擬計算值并存入數(shù)據(jù)庫； 步驟f4.將實時測量數(shù)值與模擬計算值比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流程模擬軟件的催化裂化透明分餾塔模擬計算系統(tǒng)，其特征在于:所述 的實時數(shù)據(jù)庫接口 模塊將IP.21底層API接口封裝成高級語言C#版。
全文摘要
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透明分餾塔模擬計算系統(tǒng)。包括實時數(shù)據(jù)庫模塊、分餾塔計算模塊、水力學(xué)計算模塊、Web用戶界面和基于Flash的實時信息發(fā)布模塊，其特征在于通過流程模擬軟件AspenPlus對催化裂化透明分餾塔系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝建立流程模型，進(jìn)行模擬計算。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，計算系統(tǒng)以流程模擬技術(shù)為基礎(chǔ)，建立了基于工藝流程模擬軟件AspenPlus的催化裂化透明分餾塔流程模擬計算系統(tǒng)；采用獨立的計算模塊求解非線性模型；實現(xiàn)實時仿真模擬。根據(jù)計算的結(jié)果，對分餾塔的提出實時操作優(yōu)化意見。
文檔編號G06F17/50GK103077263SQ20121054526
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者謝瑞金, 廖興發(fā), 唐宏亮, 李振峰, 沈雪松, 余金森, 陶志鋼, 阮慧娟, 宋國營, 孫虎良, 焦洋, 孫睿衍 申請人:上海優(yōu)華系統(tǒng)集成技術(shù)有限公司