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1、(10)申请公布号 CN 103077263 A(43)申请公布日 2013.05.01CN103077263A*CN103077263A*(21)申请号 201210545265.0(22)申请日 2012.12.14G06F 17/50(2006.01)(71)申请人上海优华系统集成技术有限公司地址 200127 上海市浦东新区杨高南路428号自由世纪广场2号楼9层B、C区(72)发明人谢瑞金 廖兴发 唐宏亮 李振峰沈雪松 余金森 陶志钢 阮慧娟宋国营 孙虎良 焦洋 孙睿衍(74)专利代理机构北京连城创新知识产权代理有限公司 11254代理人刘伍堂(54) 发明名称基于流程模拟软件的催化裂。
2、化透明分馏塔模拟计算系统(57) 摘要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透明分馏塔模拟计算系统。包括实时数据库模块、分馏塔计算模块、水力学计算模块、Web用户界面和基于Flash的实时信息发布模块，其特征在于：通过流程模拟软件AspenPlus对催化裂化透明分馏塔系统的生产工艺建立流程模型，进行模拟计算。本发明同现有技术相比，计算系统以流程模拟技术为基础，建立了基于工艺流程模拟软件AspenPlus的催化裂化透明分馏塔流程模拟计算系统；采用独立的计算模块求解非线性模型；实现实时仿真模拟。根据计算的结果，对分馏塔的提出实时操作优化意见。(51)Int.Cl.权利要求书2。
3、页 说明书6页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6页 附图2页(10)申请公布号 CN 103077263 ACN 103077263 A1/2页21.基于流程模拟软件的催化裂化透明分馏塔模拟计算系统，包括实时数据库模块、分馏塔计算模块、水力学计算模块、Web用户界面和基于Flash的实时信息发布模块，其特征在于：通过流程模拟软件Aspen Plus对催化裂化透明分馏塔系统的生产工艺建立流程模型，进行模拟计算；过程控制系统将采集到的过程数据传送至实时数据库模块里的软测量子模块用以进行人工校正处理，输出软测量后的过程数据，存入实时数据库模块，。
4、过程数据具体包括进料组分、原料和产品性质、温度过程数据、压力过程数据及流量过程数据；实时数据库接口读取过程数据存入实时模型参模块，并通过应用Web用户界面配置实时模型参模块，生成分馏塔计算模型和水力学计算模型，将分馏塔模拟计算结果和水力学模拟计算结果通过数据库接口存入SQL数据库；用户通过应用Web用户界面配置仿真计算参数，并生成仿真指令；分馏塔模型和水力学计算模型接收到仿真指令后，通过数据库接口调用SQL数据库中的分馏塔模拟计算结果和水力学模拟计算结果，开始仿真计算，计算完成后，将仿真计算结果传送至互联网Web用户界面；基于Flash的实时信息发布模块读取仿真计算结果，然后实时显示在Web中。
5、。2.根据权利要求1所述的基于流程模拟软件的催化裂化透明分馏塔模拟计算系统，其特征在于：所述的分馏塔计算模型依序完成如下步骤：步骤a1. 实时数据库接口读取实时数据库中的温度过程数据、压力过程数据及流量过程数据，将其传送至分馏塔计算模型；步骤b1.数据处理，剔除误差；步骤c1. 判断是否启动模拟计算，如果是进行步骤d1,如果不是继续进行步骤c1;步骤d1.分馏塔计算模型进行模拟计算，计算完成后输出模拟计算结果。3.根据权利要求1所述的一种水力学计算模型，其特征在于：所述的水力学计算模型的计算流程如下：步骤a2. Aspen Plus Active X接口和实时数据库接口读取实时数据库中的温度过。
6、程数据、压力过程数据及流量过程数据，将其传送至水力学计算模型接口；步骤b2. 数据处理，剔除误差；步骤c2. 判断是否启动模拟计算，如果是进行步骤d1,如果不是继续进行步骤c2;步骤d2.将水力学计算模型参数：温度过程数据、压力过程数据、流量过程数据及水力学计算参数传入水力学计算模型；步骤e2.启动计算程序，完成后以图形的方式的输出模拟计算结果，包括液相和气相的水力学负荷图形，每层塔盘的液相和气相负荷数据，塔盘的适宜操作区图,分馏塔的操作意见。4.根据权利要求1所述的基于流程模拟软件的催化裂化透明分馏塔模拟计算系统，其特征在于：所述的软测量子模块具体流程如下：步骤a4.采集实时测量温度数值、压。
7、力数值及流量数值；步骤b4.数据处理，剔除误差；步骤c4. 流程模拟软件Aspen Plus建立分馏塔计算模型和水力学计算模型；步骤d4.模拟计算结果；权 利 要 求 书CN 103077263 A2/2页3步骤e4.判断模拟计算结果是否有对应的测量数值，如果有对应的测量数值则继续进行步骤f4，如果没有对应的测量数值则输出模拟计算值并存入数据库；步骤f4.将实时测量数值与模拟计算值比较。5.根据权利要求1所述的基于流程模拟软件的催化裂化透明分馏塔模拟计算系统，其特征在于：所述的实时数据库接口模块将IP.21底层API接口封装成高级语言C#版。权 利 要 求 书CN 103077263 A1/6。
8、页4基于流程模拟软件的催化裂化透明分馏塔模拟计算系统技术领域0001 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透明分馏塔模拟计算系统。背景技术0002 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。在我国的炼油厂中，催化裂化装置的地位更加突出。全国共有催化裂化装置近百套，加工能力有150兆吨/年。0003 石油的分馏工艺是催化裂化生产工艺中的重要一环，它关系到产品的品质。目前，国内外的学者普遍采用流程模拟软件Aspen Plus对分馏塔的生产工艺进行研究，以期通过对工艺改造，达到节能降耗、提高生产效益的目的。采用Aspen Plus。
9、对分馏塔的生产工艺进行模拟计算，对于科学地评价分馏塔的运行水平、诊断运行问题、挖掘节能潜力及提出具体的工艺改造措施具有现实指导意义。0004 Aspen Plus是一个包括生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟软件。利用该软件可对催化裂化的分馏塔装置进行严格的工艺模拟计算，快速准确算出理论生产工艺条件。针对不同原料进料、工艺条件，可通过Aspen Plus快速定制一个Aspen Plus用户模型，并将反映工况的原料进料流量和原料温度、分馏塔的操作压力、分馏塔侧线循环流量，分馏塔侧线抽出量等参数输入Aspen Plus用户模型进行模拟计算，实现快速得到不同工况下的分馏塔的运行情况。000。
10、5 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。0006 LIMS用以实现实验室数据和信息的收集、分析、报告和管理，采用开放数据库互联接口ODBC与其通讯。通过ODBC可以从LIMS中读取原料和产品的化验分析数据，用来实现实验室数据和信息的收集、分析、报告和管理。0007 在实现本发明过程中，发明人发现现有分馏塔的模拟计算存在如下问题：（1）催化工艺新技术的出现，现有的Aspen Plus分馏塔流程模拟计算方法不能完全准确的反应工艺新。
11、的变化；（2）现有的Aspen Plus分馏塔流程模拟计算方法是适用于所有催化裂化装置的通用计算方法，无法根据分馏塔的实际工艺水平、加工方案等个性化条件，计算出分馏塔工艺运行状况；（3）现有的Aspen Plus分馏塔流程模拟计算方法没有反映工况实时变化的数据库系统，如实时数据库和LIMS的连接只是根据加工量，估算出分馏塔进料的流量参数和温度参数，无法反映出分馏塔实际的实时运行情况。0008 本技术采集实时数据，利用流程模拟软件Aspen Plus对分馏塔的整个系统进行严格的工艺模拟计算，分析整个系统的工艺特点。在保证产品质量的前提下，通过调节分馏塔的操作参数，优化工艺流程，降低操作成本，增加。
12、全厂效益。说 明 书CN 103077263 A2/6页5发明内容0009 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于流程模拟软件的催化裂化透明分馏塔模拟计算系统。为了达到上述目的，本发明包括实时数据库模块、分馏塔计算模块、水力学计算模块、Web用户界面和基于Flash的实时信息发布模块，其特征在于：通过流程模拟软件Aspen Plus对催化裂化透明分馏塔系统的生产工艺进行模拟计算，建立准确的流程模型。0010 过程控制系统将采集到的过程数据传送至实时数据库模块里的软测量子模块用以进行人工校正处理，输出软测量后的过程数据，存入实时数据库模块，过程数据具体包括进料组分、原料和产品性质、温度过。
13、程数据、压力过程数据及流量过程数据。实时数据库接口读取过程数据存入实时模型参模块，并通过应用Web用户界面配置实时模型参模块，生成分馏塔计算模型和水力学计算模型，将分馏塔模拟计算结果和水力学模拟计算结果通过数据库接口存入SQL数据库；用户通过应用Web用户界面配置仿真计算参数，并生成仿真指令；分馏塔模型和水力学计算模型接收到仿真指令后，通过数据库接口调用SQL数据库中的分馏塔模拟计算结果和水力学模拟计算结果，开始仿真计算，计算完成后，将仿真计算结果传送至互联网Web用户界面；基于Flash的实时信息发布模块读取仿真计算结果，然后实时显示在Web中。0011 基于Aspen Plus的分馏塔模拟。
14、计算模块中具体还包括Aspen Plus接口子模块，该子模块采用C#语言对Aspen Plus软件提供的ActiveX接口做二次封装，简化了.NET环境下使用Aspen Plus ActiveX的方法，实现了启动Aspen Plus软件、加载模型、读写模型参数、启动计算引擎、释放资源等功能。0012 用户输入模拟水力学计算命令，水力学计算模块接口通过读取Web页面数据以及AspenPlus计算结果数据，实时的对分馏塔的水力学进行计算，模拟结果传送至Web页面。基于Flash的信息发布模块接受Web页面数据，将液相和液相负荷曲线以图形的形式展示出来。当用户选择分馏塔的塔盘时，该层塔盘水力学计算结。
15、果将以水力学负荷曲线的形式展示给用户，并对计算结果提出相应的操作的意见。0013 所述的基于Aspen Plus软件的分馏塔模型根据某厂催化裂化分馏的现场操作数据进行严格的Aspen流程模拟计算，保证模型计算结果与现场实际情况一致。实施步骤如下：（1）基本工况的流程模拟：根据现场操作数据、实际分析数据和测量数据进行严格的Aspen流程模拟计算；（2）理论和实际结果的对比：根据理论和实际计算的结果对比来验证计算的稳定性和正确性。0014 本发明同现有技术相比，计算系统以流程模拟技术为基础，建立了基于工艺流程模拟软件Aspen Plus的催化裂化透明分馏塔流程模拟计算系统；采用独立的计算模块求解非。
16、线性模型；实现实时仿真模拟。根据计算的结果，对分馏塔的提出实时操作优化意见。附图说明0015 图1为本发明的系统流程图。0016 图2为本发明的水力学模型计算流程图。具体实施方式说 明 书CN 103077263 A3/6页60017 现结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述。0018 参见图1和图2，本发明包括分馏塔计算模型、水力学计算模型、互联网Web用户输入界面和Aspen数据接口和基于Flash信息发布模块。0019 图1为本发明的系统流程图。用户通过应用用户输入界面配置实时模型参数和调用实时数据库里的进料组分、原料和产品性质、操作温度参数、压力参数、流量参数，同时可对实时数据库采集。
17、到的数据进行人工校正处理，将经过校正后的数据存入实时数据库。用户输入模拟计算命令，分馏塔计算模型通过数据接口读取用户输入界面采集到的数据，实时优化模型运行计算，模拟计算完成，模拟结果传送到数据库。基于动画格式Flash的实时信息发布模块通过实时数据接口读取实时数据，然后通过Flash实时显示在Web流程图中；用户界面可读取实时模拟计算结果数据。0020 图2为本发明的水力学模型计算流程图。计算指令发出后，水力学计算模型读取采集到的用户界面的输入数据，将计算的结果传送至数据库，用户界面可读取计算结果数据。0021 实施案例说 明 书CN 103077263 A4/6页70022 说 明 书CN 。
18、103077263 A5/6页80023 说 明 书CN 103077263 A6/6页90024 0025 用户按照如上将基础参数，产品性质参数和原料参数的采集值以及水力学参数（降液管面积百分数10%，开孔面积百分数23%，塔板间距0.9m，塔直径6m）等数据通过Aspen Plus ActiveX数据接口传送到催化裂化分馏塔模型，启动计算程序，可以得到塔顶油气温度112.29，-10#柴油抽出流量36.41t/h，0#柴油抽出流量24.55t/h，塔底出口油浆流量14.38t/h，0#柴油90%馏点326，操作点在适宜操作区。DCS监控的的数据为塔顶油气温度115，-10#柴油抽出流量36.41t/h，0#柴油抽出流量25t/h，塔底出口油浆流量15t/h，0#柴油90%馏点327，分馏塔运行正常。这说明基于Aspen Plus的分馏塔模型和水力学模型能够较好的反映分馏塔运行情况。说 明 书CN 103077263 A1/2页10图1说 明 书 附 图CN 103077263 A10。