延迟焦化装置流程模拟及应用

介绍了用Petro-SIM桌面炼油厂模拟软件构建延迟焦化装置模型的及炼油全流程优化的应用实例,结果表明,Petro-SIM模型不仅可以对单体设备、联合装置进行计算优化,还可以建立炼油厂全流程模型,真正实现桌面炼油厂。某炼油厂利用Petro-SIM模型优化延迟焦化装置吸收稳定系统,有效降低了干气中的C3含量,减少经济损失;而利用Petro-SIM建立全流程模型,将延迟焦化装置循环比从1.15降低到1.08,全厂的产品分布会有所改善,通过模型计算每年可使全厂增效890万元。     

基于全局资源优化系统的炼油厂加工方案优化研究

炼油厂的全流程规划设计需要完善的全局资源优化计算予以支持。采用S-GROMS软件设计12.0 Mt/a炼油厂,建立了炼油厂全流程模型,通过松弛分支定界非线性优化算法实现了全流程优化,并对重油加工工艺条件、产品方案、非线性调合及不同价格体系下的最优加工路线进行了优化测算。结果表明,当原油价格体系处于40～60美元/桶时,采用全加氢方案最大化生产化工原料的炼油厂具有更好的经济效益,吨油税后利润可达373元;当原油价格体系达到80美元/桶时,由于成品油的边际效益超过乙烯,最大化生产汽油等燃料油的加氢-催化裂化方案具有更好的经济效益,投资回收期为10.6 a。使用非线性算法实现了大型炼油厂的全流程建模与优化。     

浆态床渣油加氢机理与全局资源优化耦合模型研究与应用

炼油厂全流程设计过程中，如何通过机理模型获得准确的工艺装置操作预测值，并将其有效地整合至全流程优化模型中，是算法耦合与计算的难点。浆态床加氢裂化工艺是一种典型的复杂重油加工处理方法，但在炼油厂设计与规划过程中，如何高效地实现浆态床产品分布的准确预测和全流程优化是现有优化软件及算法的难题。本研究建立了浆态床渣油加氢机理模型，并将其与非线性混合整数规划的全局资源优化算法及软件集成，实现了机理模型与运筹规划算法的耦合，为炼油厂设计与规划提供了更高效的设计工具。利用所提出的模型与算法实现了炼油厂全流程的优化，综合商品率提升2.44百分点。     

炼油全流程优化模型软件在胜炼的应用

炼油全流程优化模型软件(R-SIM)是目前唯一能进行炼油全厂流程模拟计算的软件,该模拟软件可以比较真实地模拟整个炼油厂生产状况,对生产操作情况进行预测,优化炼油方案和装置运行,有效提升炼油经济效益。     

产量构成非线性优化模型的研究与应用

将油田产量构成分解为9部分，以总产量的利润之和最大为最优目标，以平均吨油成本不大于规定成本作为成本约束条件，以各产量部分投资之和不超过总投资作为投资约束条件，以9个决策变量要满足其上下限为决策变量约束条件，建立了产量构成非线性优化模型，可用于求得规划期内每年总产量和各部分产量及其成本、利润等指标。应用油田开发历史数据，用带有外部激励的自回归滑动平均模型预测优化模型参数，用最小二乘法多项式拟合产量与工作量之间的非线性关系，用遗传算法求解非线性模型。对某油田产量构成非线性优化结果符合该油田的实际。     

RSIM模型在炼油厂的应用

介绍了炼油厂模拟(RSIM)模型的基本特点、建模步骤及其应用情况。应用结果表明:该模型可实现单装置、单设备和炼油厂全流程优化,可较好地指导实际生产优化,是企业精细管理和挖潜增效的有效工具。     

面向MES的炼油厂调度建模策略研究

基于建模平台PS(Production scheduler),以炼油厂作为研究对象,以效益类和绩效类目标结合的多目标规划建立润滑油调度模型,并用分支定界法、线性规划方法进行求解;在包含性质约束的汽油调和模型中,以路径层和性质层分解的策略分别建立混合线性规划模型和不包含整型变量的非线性规划模型,在性质层模型求解中运用SLP(连续线性规划)方法求解.建模、求解和仿真结果证明,以线性规划为基础、对象化方法为思路、结合分层次的分解策略建立离散时间调度模型的多目标规划方法,适用于建立炼油厂各关注重点的局部模型和全厂模型,结合分支定界和SLP的线性规划求解策略,适用于大规模调度模型的求解.     

过程系统工程方法在炼油厂规划中的应用

在大系统优化和全局整体最优的指导思想下,将线性规划、夹点分析、热量集成等过程系统工程方法集成应用于炼油厂规划设计中,极大地提高了炼油厂在总加工流程的优化选择、资源利用率、节能和减排方面的整体设计水平,其中基于线性规划的PIMS(Process Industry Modeling System,过程工业模型系统)技术,综合了工艺条件、投资成本、产品结构等因素,提高了总加工流程优化选择的准确性;运用氢夹点技术设计的氢气网络,减少了制氢装置的规模,可节约氢气需求量8%~20%;热夹点和水夹点技术在全厂换热网络和水网络设计中应用普遍,其中装置间热联合节能42~84 MJ/t,水重复利用率在97%以上,单位新鲜水用量减少至0.5 t/t,降低了全厂能耗和水耗,使节能减排指标达到国际先进水平。过程系统工程方法在炼油厂规划中的实际应用,提高了炼油厂资源和能量利用率,并有助于实现清洁生产和完成节能减排目标。     

油田开发规划决策支持系统优化模型

油田开发规划决策支持系统是一项系统 工程其设计的知识面广。内容复杂。决策问题的核心是资源的合理利用和分配。单目标线性规划模型就是在定产量的基础上建立起来的一种资源优化分配方法。追求在一定产量的基础上力求成本最低。多目标线性规划模型则是追求产量最高成本最低等目标而建立的-种分配模型。根据决策变量在约束条件的作用下,充分发挥油田的潜力。建立模型合理分配资源达到最优化生产。这就为油田开发决策者制定规划方案提供了科学方法和理论依据。     

油田开发规划决策支持系统优化模型

油田开发规划决策支持系统是一项系统 工程其设计的知识面广。内容复杂。决策问题的核心是资源的合理利用和分配。单目标线性规划模型就是在定产量的基础上建立起来的一种资源优化分配方法。追求在一定产量的基础上力求成本最低。多目标线性规划模型则是追求产量最高成本最低等目标而建立的-种分配模型。根据决策变量在约束条件的作用下,充分发挥油田的潜力。建立模型合理分配资源达到最优化生产。这就为油田开发决策者制定规划方案提供了科学方法和理论依据     

基于LightGBM的催化重整装置产品预测及操作优化相关性分析

基于Aspen HYSYS软件建立了与某炼油厂有限实际生产数据相吻合的连续催化重整装置的机理模型;然后在此模型中考虑多种生产可能性,扩展数据范围得到完整的装置产品预测数据集;与常用的BP神经网络作对比,采用训练速度快、预测精度高、适合非线性过程建模的LightGBM决策树模型对该催化重整装置以4个反应器的温度和循环氢流量为特征变量,分别以戊烷、二甲苯、C6、重整汽油、氢气的流量和氢气纯度为目标建立了6个单目标数据驱动产品预测模型。通过对特征变量和目标之间的相关性分析,进行10折交叉验证,得到了特性变量的重要度排序,从而针对不同生产目标找出影响最大的操作变量。结果表明,使用LightGBM建立模型的预测准确度比BP神经网络的预测准确度有大幅度提升。     

Refinery Planning Optimization Integrating Rigorous Fluidized Catalytic Cracking Unit Models

Refineries’ production plan modeling with simple planning models such as the fixed yield planning models fail to reflect the operating conditions of the processing units. In this work, an integrated optimization strategy including production planning optimization, search of operating parameters and the operation optimization of fluidized catalytic cracking (FCC) units was proposed. The solution of optimal integration was validated by case studies of a monthly plan for a whole refinery, which included three FCC units. The results indicated that the optimization strategy was efficient in determining a practically executed optimal plan and corresponding operating conditions of FCC units. The integrated refinery planning model predicted higher profit and could provide the feasible or optimal FCC operation conditions.     

混合整数规划在优选原油数学模型中的应用

介绍原油优选模型中的非线性递归模型和混合整数规划模型技术。混合整数规划模型解决了线性规划模型难以解决的所选原油门槛值、原油品种及批量订购问题。非线性递归模型克服了线性规划模型的超前优解问题。选原油混合整数规划模型包括了整个炼油和石油化工厂的生产计划模型,可为企业从国际原油市场选购原油提供新的技术。文中给出了应用实例,其计算结果与用线性规划模型求解结果进行了比较。     

石脑油加工流程问题的探讨

对以催化重整装置为龙头装置的石脑油加工流程和工艺技术中的一些问题进行了探讨，提出对以汽油为目的产品的汽油型石脑油加工流程，可进行如下的调整和优化：设置轻烃异构化装置；采用石脑油全馏分加氢工艺流程；适当提高加氢压力；优化重整操作苛刻度等。对以芳烃为目的产品的石脑油加工流程即芳烃联合装置流程可进行的调整和优化有：异构化催化剂的选用；联产邻二甲苯；在异构化单元脱庚烷塔后增设循环塔；视具体情况决定是否设置歧化单元。同时指出，在综合平衡全厂汽油质量情况下，也可考虑将催化裂化汽油重馏分作为重整原料。     

Controlling the Oil Rectification Process in a Primary Oil Refining Unit Using a Dynamic Model

The composition of Devonian oil has been simulated using an experimental true-boiling-point (TBP) curve, and the physicochemical properties (density, molecular weight, enthalpy, etc.) of the feedstock arriving at the plant have been calculated. The optimization criterion proposed is the calculation of the yield of light fractions. The optimization problem with constraints on variables (initial and final boiling points of light fractions) and constraints in the form of inequalities (overlapping neighboring fractions) using the function fmincon has been solved and implemented in the programming environment Matlab. A nonlinear dynamic model of the oil rectification process has been developed and implemented. The Matlab ode 15s solver and the explicit second-order Euler method have been used to develop the model. The model in the form of a system of algebraic–differential equations has been applied to the distillation column control system of an atmospheric pipe still at a small oil refinery. In the case of controlling according to the model, the column profile temperatures are maintained at optimal (preset) values and the quality of the petroleum products is also maintained. A comparison has been made between two operating modes of the distillation column in the processing unit. The results of the study suggest the following. The method of controlling in accordance with the model provides an increase in the recovery of light products through the use of optimization and the dynamic model, shortening of the overlap intervals of the temperatures of the gasoline and diesel fractions, and a decrease in deviations of the boiling points of petroleum products.     

原油调度优化中的分段线性松弛研究

针对混合原油性质计算导致原油调度优化模型中出现非线性约束并严重影响模型求解性能的情况,采用分段线性松弛法将非线性约束转化为线性形式,使模型可应对原油多次混合的复杂情况。以实际炼油厂的原油调度优化为例,对混合原油硫含量计算作线性转化,并将分段线性松弛法与两种常见方法的应用效果进行了对比。计算结果表明：分段线性松弛法可使模型的求解性能达到工业应用要求;当加工油种的硫质量分数为0.50%~3.00%时,分段线性松弛法更有利于获得优化的调度方案;当加工油种硫质量分数的差异由0.50%增加至2.50%时,分段线性松弛法对厂区罐内混合原油硫含量的计算值均接近实际值,相对偏差低于5%,可确保模型的准确度满足工业应用要求。     

新建15 Mt/a俄罗斯原油炼油厂的总流程方案研究及设计优化

以新建加工15 Mt/a俄罗斯原油炼油厂的总流程方案研究及设计优化过程为例,说明了加工价格较高的俄罗斯原油的总流程方案配置.分析内容包括俄罗斯原油性质变化趋势,特别关注硫含量、芳烃潜含量和盐含量等指标,全厂高附加值产品确定.在关键工艺技术方案研究中列举了减压蒸馏装置、加氢裂化装置和烷基化装置的规模确定、重整原料选取及对二甲苯产品的合适规模、C6组分的去向等内容,提出了对二甲苯退守工况下总流程方案设置,以保证全厂汽油调合仍能满足质量要求.最终推荐的全厂总流程方案,能够取得较好的技术和经济效益,相关研究及分析结果可以为类似企业加工俄罗斯原油提供经验参考.     

催化裂化反应-再生系统机理建模的研究

根据集总反应动力学模型以及烧焦动力学模型,建立并求解了催化裂化机理模型.通过对整个流程模块化及建立子模块模型使得该方法能够适用于不同的催化裂化装置.通过参数优化,调整反应动力学常数以及再生催化剂的焦炭量和温度,使得建立的机理模型和工业生产实际相吻合.以所建立的机理模型为研究对象,考察了提升管反应温度、反应压力、剂油比和...     

炼油厂蒸汽系统优化措施

蒸汽是影响全厂能耗的主要因素,蒸汽系统优化是炼油厂节能降耗的重点.某炼油厂单系列千万吨级炼油项目通过不断实施优化技术和管理措施,对全厂蒸汽系统持续优化,节能成效明显,取得了良好的经济效益.该厂通过实施催化裂化装置余热锅炉改造、优化流程提高热供料温度、降低汽轮机背压蒸汽压力、优化塔的工艺参数、优化动力锅炉运行方式等措施,节约蒸汽83.9 t/h,创造经济效益2.08×10^8 RMB￥/a,炼油蒸汽单耗由2009年的64.7 kg/t降至34.5 kg/t,降幅达46.67％,全厂炼油实际能耗降低108.02 MJ/t,实际综合能耗由2009年的2 830.41MJ/t降低至2 392.45MJ/t,降幅为15.47％.