[发明专利]基于流程模拟软件的催化裂化装置在线理论能耗计算系统

说明书

技术领域

本发明属于石油加工领域，具体地说是基于流程模拟软件的催化裂化装置在线理论能耗计算系统。

背景技术

催化裂化装置是主要的炼油装置之一，它是将重质油轻质化，生产液化气、汽油和柴油的重要装置。催化裂化的原料一般是重质馏分油，原料在催化剂的作用、470~530℃的温度范围和0.2~0.4MPa的压力范围下，发生一系列的化学反应，转化成液化气、汽油、柴油等轻质油产品和焦炭的过程。催化裂化装置一般分为反应再生、分馏和吸收稳定三个系统。在我国的炼油厂中，催化裂化装置的地位十分突出，催化裂化装置的加工能力已占原油加工量的37%（质量分数）。

国外大石油公司普遍采用基准能耗评价工艺装置的用能水平，具有一定的实用价值。所谓基准能耗就是对于不同的装置，根据原料、工艺流程和产品方案的有关数据，制定较先进的基础工艺条件，计算出理论上可以达到的能耗值，作为装置设计和改造的高标准指标。采用基准能耗计算方法和评价指标，对于科学地评价装置的用能水平、诊断其节能潜力具有现实指导意义。基准能耗的计算结果对于装置的节能管理、工艺设计和技术改造起到了很好的作用。

20世纪80年代中期，中国石油化工集团公司节能技术中心组织有关专家在对催化裂化装置能耗共性分析的基础上，通过大量的理论分析和模拟，结合标定数据和工程实际经验，建立了催化裂化装置的基准能耗计算方法。该方法是一个经验关联式，通过输入代表装置工艺水平、原料性质、加工流程的几个重要参数以计算基准能耗。几个重要参数如下：原料加工量、原料比重、残炭量、产品收率、主风机出口压力、气压计出口压力、反应器出口压力、回炼比、雾化蒸汽比例、流量、温度、压力、产品质量控制指标、工艺用汽基准量、热出料基准温度、低温热基准温度、装置操作参数、散热体的几何结构参数、机组基准效率、气候特征参数、物料平衡数据和能耗数据、原料和产品的化验分析数据。

理论能耗是指基于装置实际设备现状、实际加工的原料现状、装置实际加工方案基础上，装置可实现的最低能耗或最佳能耗。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有的基准能耗计算系统存在如下问题：现有的基准能耗计算方法需要大量的手动计算，经验关联式中的系数是通过当时特定的原料、工艺水平及操作水平回归得来，而近30年来，催化裂化技术已经发生了重大的变化，其操作条件、原料性质、产品分布、产品标准等都出现了较大的变化；这使得现有的回归公式无法对催化裂化装置的基准能耗作出准确的计算；现有的基准能耗计算方法通用于所有的催化裂化装置，无法针对性地对每套装置的实际工艺水平、加工方案等个性化条件合理地进行基准能耗计算；现有的基准能耗计算方法没有考虑例如大气温度、压力对、空气组成等环境因素对基准能耗值的影响；现有基准能耗无法计算用装置的理论能耗；现有基准能耗没有和能够反映实时工况变化的数据库系统连接，例如实时数据库系统和实验室信息管理系统LIMS，从而无法在线实时地计算理论能耗。所以现有的基准能耗计算方法已无法满足新原料和新工艺对理论能耗在线计算的需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出了一种基于流程软件的催化裂化装置在线理论能耗计算系统，用以根据催化裂化装置实际设备现状、实际加工的原料属性、实际加工方案，在线计算出装置可以实现的最佳能耗。

Aspen Plus是一个具有生产装置设计、稳态模拟和优化功能的大型通用流程模拟软件。利用该软件可对催化裂化装置进行严格的工艺模拟计算，快速准确地计算出装置的基准能耗。针对不同的原料、加工装置和工艺流程，可通过Aspen Plus快速制定一个Aspen Plus用能模型，将反映工况的原料属性、产品收率、设备效率等参数输入Aspen Plus用能模型中进行模拟计算，实现快速自动计算对应不同工况下的基准能耗值的功能。

实时数据库InfoPlus.21（以下简称：IP.21）可以访问和集成来自整个工厂范围内的DSC数据和PLC的数据。IP.21提供了全功能的API开发工具包，用户利用API开发工具包可以开发制定出接口程序和集成程序。