一、θ法应用于原油蒸馏过程模型计算(论文文献综述)
陈美汝[1](2021)在《原油常减压装置下的生产优化算法研究及软件开发》文中进行了进一步梳理原油是一种不可再生的重要战略资源,常减压装置是石油化工企业生产中的核心装置。为保证装置的平稳高效运行和获取较高经济效益,炼厂通常会对其生产过程进行优化。在原油选购环节,为节约成本,通常会选择多种原油按比例进行混合炼制,即原油调和,其中的原油品种选择和调和比例至关重要,但原油组分复杂,凭借人工经验计算量大且耗时耗力,当前关于原油调和的问题研究也侧重于寻找合适的替代原油,而较少考虑原油选购成本及产品收益等经济问题。在原油炼制环节,为减少损耗提高收益,炼厂会依据方案生产一定收率的侧线产品,其中需要对各侧线蒸馏温度进行精准把控,当前企业解决这类问题均需要基于流程模拟软件,通过人为设定初始温度值,获取当前温度下的侧线收率,并反复调整温度参数直至达到目标收率,该过程繁琐且存在较大误差,因此急需一种自动化算法进行解决。本课题针对原油调和问题创建了一种新的优化模型并对其进行求解。并针对侧线目标收率下蒸馏温度参数优化问题,提出一种自动温度校核算法。最后开发了一款原油蒸馏模拟计算软件,为炼厂提供信息化解决方案。主要内容包括:(1)提出一种面向调和原油与目标原油相似度偏差最小,经济效益最大的非线性多目标优化模型,采用基于参考点选择机制的NSGA-Ⅲ得到最优解集Pareto前沿,实验结果与MOPSO算法相比具有良好寻优效果,得到的原油调和方案能为炼厂提供合理决策。(2)提出一种自动温度校核算法,通过数值建模对蒸馏温度参数进行优化,从而根据原油品种、蒸馏方案及各侧线目标收率获取侧线分离温度,实验验证该算法完全满足最小误差要求,通过自动化计算为炼厂解决实际问题。(3)设计并实现了一套原油蒸馏模拟计算软件。该软件集原油数据管理及模拟蒸馏计算等功能于一体,并提供原油调和及自动温度校核优化,使得炼厂对数据处理更为标准化、自动化。本软件具有很强的通用性,可广泛应用于石油化工领域。
刘广杰[2](2020)在《复杂炼油塔模型与模拟研究》文中研究指明石油工业是我国的支柱产业之一,准确可靠的模拟复杂炼油塔对优化炼油工艺,提升企业安全环保水平具有重要意义。典型的复杂炼油塔如常压塔、催化裂化、延迟焦化主分馏塔等,需要处理的组分复杂,并且常常带有多个侧线采出、中段回流及侧线汽提塔。传统的算法在处理此类问题时,往往将主塔与侧线汽提塔视为多个塔的组合,需要求解多个撕裂流股,存在迭代次数过多,占用计算机内存较大等问题。因此,一些学者采用联立方程的方式对复杂炼油塔进行模拟,并提出了相应的算法如泡点法-流量加和法(BP-SR)、内外层法等。尽管这些算法一定程度上解决了以上问题,但是目前仍存在计算模型复杂,不能保证稳定收敛的缺点。基于这一现状,本课题在广泛研究复杂炼油塔相关文献和商业化流程模拟软件中原油蒸馏模块功能的基础上,对其求解算法进行了改进,并遵循CAPE-OPEN标准开发出了通用的模拟程序:首先,基于联立方程思想,将加热炉、侧线汽提塔与主塔作为一个整体建立了数学模型,并考虑了不同进料方式、塔板效率的影响;其次,针对传统内外层法对规定侧线汽提塔产品流量时无法直接求解的缺点,借鉴流量加和法更新流量的方式进行了改进,使其可以稳定收敛;最后,利用常减压和催化裂化分馏装置进行验证,以所开发模型算法的计算结果与生产数据和Aspen模拟结果进行了对比,结果表明:各塔设备关键参数与实际生产数据基本吻合,最大误差4.42%;各塔板温度、汽液相负荷变化趋势和产品ASTM D86蒸馏数据的与Aspen建模结果一致,相对误差在5%以内。从而证明了本文开发模型和算法的可靠性。复杂炼油塔通用单元模块的开发不仅为精馏塔稳态算法的进一步完善打下了坚实的基础,也促进了流程模拟技术的深入研究和推广。
刘方旭[3](2020)在《基于Aspen HYSYS的常减压装置动态流程模拟研究》文中进行了进一步梳理常减压工艺流程作为石油炼化企业的龙头,是一个大型的连续化生产过程,其仿真模拟与控制优化都需要在流程模拟的基础上进行。由于整个流程的结构较为复杂且参数众多,出于实际生产的角度,对常减压蒸馏流程的稳态与动态模拟研究很有必要。本文针对常减压蒸馏流程中的实际应用问题,对整个常减压蒸馏流程进行仿真模拟。以化工流程模拟软件Aspen HYSYS作为开发平台,基于某石化一套常减压流程的生产数据建立其机理模型,将整个流程分为三个塔流程部分进行模拟。将产品的ASTM D86馏点温度同实际工艺数据进行对比,确保了稳态模拟的合理性,并对模型进行选型、添加、设置、数据输入和收敛调试,从而建立稳态模型。以实际现场数据为依据将模拟结果与实际工况进行比较,对稳态模拟结果进行一定的分析。在稳态模拟的基础上,根据动态模拟的要求,对各个设备进行尺寸核算和对部分存在物流与模型进行规定参数的改动,完成由稳态模型向动态模型的转化。并在塔模型中添加合适的控制回路,施加不同的控制方案,对各个控制器进行了PID参数整定。考察初馏塔、常压塔关键变量的动态变化。通过对常减压装置的动态模拟,保证产品质量,为装置的稳定生产提供一个动态操作模型。最后,本文从模型选型、原油定义、稳态模拟和动态模拟这些方面对本次研究进行分析和总结。可以得出,原油定义贴合实际工艺,模型选型与模拟要求契合,在此基础上所建立的稳态模型的模拟效果良好,动态模型运行稳定,控制器运行和模型模拟效果均比较理想。
迟慧[4](2020)在《基于数据驱动的原油蒸馏过程工况分析系统设计》文中提出原油蒸馏过程是炼化企业生产的首道工序,也是首要环节、关键环节,其运行工况稳定与否对后续加工影响很大。论文基于我国某大型炼油企业常减压蒸馏过程的实际运行数据,研究数据驱动方法,用于原油蒸馏过程工况分析和故障预警,以提升常减压装置运行的稳定性和安全性,助力我国流程企业的智能制造建设。论文第一章对本课题研究的背景意义及国内外现状进行了综述,对目前原油蒸馏过程工况分析存在的主要问题展开了讨论。首先介绍了本课题的研究背景和原油蒸馏过程工艺,并对稳态工况判别和异常工况检测的国内外研究现状进行阐述;然后介绍了目前原油蒸馏过程工况分析存在的关键问题,最后给出了本论文的主体结构和内容安排。第二章对原油蒸馏过程工况判别方法进行了研究。首先介绍了利用主元分析进行稳态判别的原理和实施步骤,在综合多个变量信息的基础上判断工况是否稳定,并能对新工况进行分类和建模,实现历史工况模型集合的在线更新与扩充。然后进行数值仿真,验证该方法的有效性。最后,将其应用于某炼油企业常压塔的工况判别与分类中,提高了稳态工况识别与分类的准确性和实时性。第三章对原油蒸馏过程故障预警方法进行了研究。首先介绍了动态主元分析方法,并将其用于初馏塔冲塔故障预警,针对原油蒸馏过程中各变量延迟时间和时间常数不同的特点,对动态主元分析的扩展矩阵组成方法进行了改进,采用数值仿真证明了算法可降低传统动态主元分析的漏报率。最后针对原油蒸馏过程中出现的一类传感器故障问题,研究了基于动态主元分析的故障数据重构算法并成功验证。第四章研究了降低误报率的原油蒸馏过程故障预警算法。首先对常减压装置中存在的闭环控制环节进行了分析,提出了分离操纵变量与受控变量的故障预警算法,介绍了算法原理和步骤。搭建了闭环控制仿真模型,生成多组操纵变量和被控变量,并对本方法进行了数值仿真研究。最后采用本方法对某炼油企业的初馏塔故障进行了实例验证。第五章对原油蒸馏过程工况分析软件平台进行了设计和开发。首先结合企业生产需求及关键技术点,给出了软件平台的总体设计方案,包括基于数据库的数据保存与查询、稳态工况判别,以及故障预警等多个功能模块。阐述了平台功能以及平台软件开发流程,并给出了平台实际运行效果。第六章对全文进行了总结与展望。总结了本文的工作内容,阐明了存在的问题和不足,指出课题下一步的研究方向。本文研发的原油蒸馏过程工况分析技术,已在与企业共建的省级工程技术研究中心实验环境中测试通过,达到预期设计目标,对原油蒸馏过程的工况分析具有良好的工业应用价值。
封松[5](2019)在《石油分子层次组成及分离过程的模型构建》文中进行了进一步梳理石油分离过程的模拟对过程的控制和优化尤为重要,传统的流程模拟软件广泛使用虚拟组分方法,只能获得产物收率及部分性质,而分子层次的模拟则可获得完整的产品分子组成及物性信息,是分离过程模拟的未来方向。本文采用结构单元耦合键电矩阵(Structural Unit and Bond-Electron Matrix,SU-BEM)的混合框架,从分子层次对石油馏分进行结构描述,开发了复杂分子层次的热力学模型计算方法,并与流程模拟软件相结合,对有代表性的油品分离过程进行模拟,从分子水平模拟了分子的走向并预测产品的最终组成及性质。首先对油品进行组成模型构建,使用结构单元耦合键电矩阵的混合框架,通过34个结构单元的有序拼接表示石油分子结构,结合键电矩阵保留原子拓扑信息,完成对分子结构的多层级描述,并构建了石油代表性分子库,使用基团贡献法准确计算分子性质,结合灵活设定概率密度函数的类型及组合形式,采用遗传算法优化模型参数获得代表性分子的相对含量。在完成方法开发及整合的基础上,本文对柴油、减压馏分油及催化裂化油浆进行组成模型构建,模型预测值与实验值吻合良好,并获得了详细的油品分子分布及宏观性质信息,证明了方法的有效性。随后,本文利用Aspen Plus模拟原油常压蒸馏过程,分别采用虚拟组分法和分子层次的组成模型对该过程进行计算。其中,采用可逆集总方法来实现复杂分子体系热力学模型的简捷计算,降低了模型复杂度,计算得到各个产品的收率和蒸馏曲线后再与Aspen Plus虚拟组分法的计算结果进行对比,验证了方法的正确性。以常压瓦斯油为例预测其沸点分布、碳数分布以及环数分布。最后根据获得的分子组成,对各个产品的宏观性质进行了预测。最后,论文将该方法应用于更复杂的重油的超临界萃取分离过程的模拟。以催化裂化油浆为原料,分别使用Aspen Plus虚拟组分法和可逆集总法进行萃取分离的计算。对比不同萃取温度下的产物收率,证明可逆集总法能达到与Aspen Plus同样的计算精度,其优势在于能够获得产物集总的含量分布,通过反集总后的组成模型可以预测其宏观性质,并分析不同萃取温度下的产物性质变化规律,有望为基于超临界萃取的重油分子过程设计及优化提供指导。
何馨[6](2018)在《基于数据的原油蒸馏装置的用能分析》文中研究表明原油蒸馏装置是炼油工业中首道且极为重要的一道工序,其为下游工序提供多种生产原料的同时也是石油化工业中能耗最大的装置之一。因此,对原油蒸馏装置进行用能分析,建立有关能耗与收益间的能效指标对于石化企业的节能降耗至关重要。本文主要完成了以下工作:首先,建立了无线数据采集网络平台,为后续工作的进行提供必要的数据支持;其次,分析了某炼厂500万吨每年的常压蒸馏装置的主要工艺流程、混合原油的性质以及各种产品的性质,使用Aspen Plus仿真模拟软件对该装置进行了稳态模拟,为建立装置能耗与收益间的关系做铺垫;再次,依托无线数采平台的数据记录,对该炼厂常压蒸馏装置进行年单位对比能耗的计算,并对整年平均的燃料、耗能工质的月能源消耗结构进行详细分析,选取单位对比能耗相差较大的两个月份数据分析影响能效的关键耗能介质,为生产计划的优化提供数据支撑;最后,在装置流程模拟并满足产品油质量指标的前提下,调节装置的关键工艺参数,建立了加热炉热负荷与装置总拔出率间的能效关系,为生产装置的设计、改造及生产计划的调整做指导。
黄小侨[7](2018)在《基于沥青生产的常减压过程模拟及排产计划优化研究》文中研究表明常减压蒸馏法是最简单和低成本的道路沥青生产工艺,约70~80%的道路沥青生产采用此工艺。炼化行业面临着资源短缺、产品质量、环保监管及经济效益等方面挑战,作为炼油工艺的第一道工序,常减压蒸馏综合能耗占比大,如何降低常减压过程能耗、减少二氧化碳排放量和提高经济效益受到了炼油企业的密切关注。本文基于现有的常减压蒸馏流程、排产及换热网络综合优化的研究基础,提出了新的常减压流程多目标优化策略、排产优化模型和换热网络综合优化策略,对基于沥青生产的重质油混炼过程进行流程优化、排产优化和换热网络综合研究,具体内容如下。根据常减压蒸馏工业装置的生产数据、原油实沸点(TBP)数据和原油窄馏分性质数据,在Aspen Plus平台建立重油混炼常减压生产过程模型。该模型既考虑原料和产品性质对总拔出率和产品分布的影响,也考虑了具体设备和操作参数的影响,对基于沥青生产的重油炼制过程描述具有更好的准确性。在此基础上,回归得到了某公司各个炼厂的生产过程模型,研究结果表明,该模型在计算总拔出率和产品分布上更加准确。对基于沥青生产的常减压炼油过程进行了多目标优化研究。以经济效益最大、加热炉能耗最小和CO2排放量最小为目标,通过Matlab调用多目标遗传优化算法NSGA-II对常减压蒸馏装置进行优化。结果表明,初始工况的操作条件并不是最优的,在保证产品指标符合设计规定的前提下,优化后的炼厂可以提高25.71%的经济效益。对单炼厂和包括四个炼厂的公司进行重油混炼优化排产,建立了非线性工厂级排产优化模型和混合整数非线性公司级排产优化模型。工厂级排产优化模型以吨效益最大为目标,能够在原油价格变化、产品价格变化、市场需求变化、运输、库存及生产过程等条件约束下,对重油混炼比进行优化,并给出优化的排产方案。公司级排产优化模型结合公司级原料分配、产品分配和经济模型,根据市场情况和各炼厂生产能力,统一优化分配公司内资源和产品,提高公司整体效益。对单炼厂和包括四个炼厂的公司,利用1STOPT、VC、office等开发工具,开发了工厂级和公司级的优化排产软件并达到了实用化水平。利用该软件,对各炼厂进行了工厂级排产优化,确定了单炼厂优化混炼比,分别为0.4(A原油的质量分数/wt%,下同)、0.84、0.3和1.0;同时研究了原料价格变化对最优混炼比的影响,即随着原油A价格升高,其在各厂的最优混炼比占比逐渐降低,但不同工厂变化趋势不同。通过公司级优化,确定了各炼厂生产负荷及沥青产品跨区域销售情况,研究表明在市场受限情况下,吨效益较差的炼厂生产负荷会降低,对应的销售区域沥青市场需求可通过跨区域调配来满足;通过公司级优化获得的总收益与工厂级优化获得的总收益相比可提高11.6%。针对固定及变工况两种情况下的重油混炼装置换热网络综合问题分别发展了不同的综合策略。对固定工况下的重油混炼换热网络,建立了基于粒子群算法的换热网络优化模型,即采用无分流分级超结构模型作为换热网络的过程模型;针对优化求解时存在等式约束和不等式约束、连续和非连续变量多,非线性、非凸、不连续的问题,提出了粒子群算法求解策略,这一新优化策略将需要双层优化的混合整数非线性规划(MINLP)问题转化为单层非线性规划(NLP)问题,既能涵盖最优的换热网络结构,又简便易行。本文还对三个典型的换热网络算例进行了优化,结果表明新优化策略可有效降低换热网络费用,粒子群算法也具有较好的全局收敛特性。考虑到变工况换热网络综合对换热器的柔性要求,采用最大换热量、最大冷公用工程用量和最大热公用工程用量三种极限操作工况来进行能量综合这一新的优化策略。选取最大换热量工况作为基准工况,首先计算得到优化换热网络和换热器面积,并以此换热网络结构为基础,逐步计算另外两种极限工况。对实际炼厂进行了变工况的换热网络综合,采用夹点分析确定了三种极限操作工况,结果表明采用最大换热工况→最大冷公用工程工况→最大热公用工程工况的计算顺序,可以使各工况的年费用最小。通过与其他计算顺序比较,表明本文提出的优化顺序是有效的。
陈鹤天[8](2018)在《常减压蒸馏流程模拟及传热潜力分析》文中研究表明常减压蒸馏是石油加工第一道工序,能耗占比高,所以常减压蒸馏的节能分析格外重要。目前常减压蒸馏利用夹点技术进行的换热网络优化已取得很好效果,但是常减压蒸馏的工艺是否有进一步优化的潜力仍是值得研究的问题。本文根据某厂常减压蒸馏装置的流程和标定数据,本文利用PRO/II流程模拟软件对该常减压蒸馏装置进行全流程模拟。对比模拟结果和工厂实际数据,对常减压塔不同塔段的传质效率进行计算,并分析各塔段传质效率不同的原因。按照热力学理论,在相同温度下,被换热物流压力升高,换热通量降低,产品热量不能更有效的利用,同时增加泵的扬程,不利于装置的能量利用。针对初馏(闪蒸)塔前的换热网络,研究了压力对原油汽化率的影响,以及目前采用的加压方案对换热效果及后续常压炉负荷的影响。结果表明当换热器进口压力升至1.65MPa时,汽化率可降为0,此时常压炉热负荷增加了2.06%,炉前换热器热负荷增加了5.09%,常压塔顶冷凝负荷增加了2.38%,冷却水用量增加了2.4%,泵功率增加了0.61MkJ/h。本文采用二级闪蒸方式通过轻组分的负荷转移技术替代加压方案来解决原油汽化问题。对常规操作、加压和二级闪蒸三种方案进行比较,结果表明若采用二级闪蒸,可解决压力对原油汽化的影响,并且能够更多地回收利用低温热量,常压炉负荷可节省约8.2%。此外,二次闪蒸方案也可降低闪蒸塔塔底含水量,更能适应原油含水量波动,使装置平稳运行。本文以各个操作单元的能耗为研究对象,结合设计经验,讨论了不同汽化率对各操作单元的能耗影响。结果表明汽化率在2%-3%时对装置的节能降耗和换热器长周期运行有利。
冯振湘[9](2018)在《原油蒸馏装置的非线性模型预测控制方法》文中研究说明原油蒸馏装置是炼油工业中第一道也是极为重要的一道工序,原油蒸馏装置不仅为下游工序提供了多种的生产原料同时也是炼油工业中能耗最大的装置之一。因此,提高原油蒸馏装置的控制性能以及增加过程的经济收益对于石化企业的长期运行而言是至关重要的。为了提升原油蒸馏装置的动态性能和经济效益,本文主要完成了以下工作:首先分析了原油蒸馏装置的主要工艺流程、原油的性质以及各种产品的性质,并且使用Aspen仿真模拟软件对某原油蒸馏装置进行了稳态模拟和动态模拟。模型预测控制方法的有效性很大一部分取决于预测模型的好坏。因此为了获得有效的预测模型同时降低模型的复杂程度,本文采用了基于支持向量回归的预测模型来描述原油蒸馏装置的动态特性,其形式简单并且有良好的预测效果。.考虑到现有模型预测控制方法面对原油蒸馏装置强耦合特性所表现出的缺陷,本文提出了一种带有耦合权重因子的改进的非线性模型预测控制算法提升了非线性模型预测控制在原油蒸馏装置上的控制性能。为了解决PID控制器无法直接考虑经济效益这一问题,本文给出了一种带有经济指标的非线性模型预测控制算法,在保证控制性能的前提下实现了经济效益的提升。本文通过多个仿真实验验证了改进的非线性模型预测控制算法和经济模型预测控制算法的有效性。
李广伟[10](2018)在《独山子石化1000万吨/年蒸馏装置减压深拔与换热网络优化研究》文中研究说明2009年独山子石化1000万吨/年蒸馏装置的减压系统采用壳牌公司的专利技术,其设计的减压炉出口温度为436℃,但自从投产以来,减压炉出口温度从来没有达到,一直没有达到设计减压炉出口温度的要求,主要原因是后续没有减压蜡油加氢装置以及原油性质发生变化。因此,独山子石化公司的蒸馏装置急需进一步减压深拔,但在深拔的同时其能耗必然增加,又需要进行换热网络优化来节能。本文主要研究独山子石化公司1000万吨/年蒸馏装置的减压深拔和换热网络的进一步优化,通过模拟得出:当减压炉出口温度增加时,减一线、减二线、减三线的产率都增加,但增加的幅度有较大差异,而减四线和减渣的量则减少。在塔顶压力增加时,减一线产量呈现明显的减少,而减二线,减三线产量则均增加,并且减三线产量的增加幅度明显大于减二线的增加幅度;抽出去往炉前循环的量也减少;减渣明显增多。在进行换热网络优化时,提出五项优化方案,分为三大类:(1)采用大流量小温差中段循环取热方式。(2)调节各个支路的分配比例。(3)调整换热器的位置。实施优化方案后可使换热终温(即进常压炉前的初底油)提高近2℃。通过流程模拟结合实际的生产状况进行减压深拔和换热网络的优化,可以很好的提高独山子炼油厂及独山子石化公司的经济效益。
二、θ法应用于原油蒸馏过程模型计算(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、θ法应用于原油蒸馏过程模型计算(论文提纲范文)
(1)原油常减压装置下的生产优化算法研究及软件开发(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.1.1 选题目的及意义 |
1.1.2 原油的常减压蒸馏 |
1.1.3 原油生产优化技术 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 原油生产优化研究现状 |
1.2.2 原油模拟软件研究现状 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 论文结构 |
第二章 多目标优化原油调和问题描述及求解 |
2.1 引言 |
2.2 多目标优化原油调和问题描述 |
2.2.1 原油调和问题 |
2.2.2 多目标优化问题 |
2.2.3 粒子群算法 |
2.2.4 非支配排序遗传算法 |
2.3 原油调和多目标优化建模 |
2.3.1 原油调和物性及相似度计算 |
2.3.2 原油调和优化模型 |
2.4 基于NSGA-Ⅲ模型计算结果与分析 |
2.4.1 模型求解 |
2.4.2 实验数据 |
2.4.3 实验结果分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 原油蒸馏自动温度校核算法 |
3.1 引言 |
3.2 常用插值方法 |
3.2.1 拉格朗日插值 |
3.2.2 牛顿插值 |
3.2.3 三次样条插值 |
3.3 TBP及馏分物性曲线建模 |
3.3.1 原油TBP实沸点蒸馏曲线建模 |
3.3.2 原油馏分物性曲线建模 |
3.4 自动温度校核算法 |
3.4.1 数值分析与算法设计 |
3.4.2 算法实现流程 |
3.4.3 算法验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 原油蒸馏模拟计算软件设计 |
4.1 软件总体功能 |
4.1.1 总体需求分析及功能设计 |
4.1.2 总体功能描述 |
4.1.3 软件总体特点 |
4.2 软件详细功能结构 |
4.2.1 原油评价数据管理模块功能结构 |
4.2.2 原油蒸馏应用模块功能结构 |
4.3 软件数据库 |
4.3.1 软件数据库整体结构 |
4.3.2 数据库数据组成 |
4.3.3 数据库特点 |
4.4 软件相关技术 |
4.5 本章小结 |
第五章 原油蒸馏模拟计算软件实现 |
5.1 软件开发环境 |
5.2 原油评价数据管理模块实现 |
5.2.1 模块操作流程与数据管理 |
5.2.2 TBP曲线及馏分物性曲线 |
5.2.3 原油信息查询定位 |
5.3 原油蒸馏应用模块实现 |
5.3.1 应用模块操作流程 |
5.3.2 蒸馏计算与报表生成 |
5.3.3 原油调和优化 |
5.3.4 自动温度校核 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
(2)复杂炼油塔模型与模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号说明 |
前言 |
1 文献综述 |
1.1 研究背景 |
1.2 炼油精馏过程模拟 |
1.2.1 主要的炼油工艺 |
1.2.2 石油特征化处理 |
1.2.3 主要的精馏模拟算法 |
1.2.4 复杂炼油塔模拟算法 |
1.3 物性方法的选择 |
1.4 流程模拟软件中的石油蒸馏模块 |
1.5 课题主要的研究内容 |
2 复杂炼油塔数学模型及求解算法 |
2.1 复杂炼油塔模型 |
2.2 塔板模型 |
2.3 自由度分析 |
2.4 复杂炼油塔求解算法 |
2.4.1 内外层法 |
2.4.2 加热炉 |
2.4.3 效率 |
2.5 本章小结 |
3 复杂炼油塔单元模块开发 |
3.1 开发技术及开发语言 |
3.1.1 CAPE-OPEN标准 |
3.1.2 COM技术 |
3.1.3 开发语言的选择 |
3.2 复杂炼油塔单元模块开发 |
3.2.1 创建单元模块 |
3.2.2 界面的实现 |
3.2.3 复杂炼油塔计算的准备工作 |
3.2.4 复杂炼油塔求解算法的实现 |
3.2.5 在Aspen环境中调用 |
3.3 本章小结 |
4 实例验证 |
4.1 常减压装置模拟验证 |
4.1.1 常减压工艺流程 |
4.1.2 常减压装置参数输入 |
4.1.3 常减压装置结果分析 |
4.2 催化裂化分馏部分模拟验证 |
4.2.1 催化裂化分馏部分工艺流程 |
4.2.2 催化裂化主分馏塔参数输入 |
4.2.3 催化裂化分馏塔结果分析 |
4.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的学术论文目录 |
(3)基于Aspen HYSYS的常减压装置动态流程模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1.绪论 |
1.1 课题的背景及意义 |
1.2 原油常减压蒸馏工艺概述 |
1.2.1 原油蒸馏工艺简介 |
1.2.2 常减压蒸馏过程控制概述 |
1.3 流程模拟技术概述 |
1.3.1 流程模拟技术的发展过程及研究现状 |
1.3.2 流程模拟的分类 |
1.4 ASPEN HYSYS流程模拟软件介绍 |
1.4.1 Aspen HYSYS的简介 |
1.4.2 Aspen HYSYS的特点 |
1.4.3 Aspen HYSYS在设计和生产中的应用 |
1.5 本文主要研究内容 |
2.ASPEN HYSYS软件的流程模拟概述 |
2.1 ASPEN HYSYS环境概述 |
2.1.1 物性环境 |
2.1.2 模拟环境 |
2.2 ASPEN HYSYS模拟理论 |
2.2.1 蒸馏塔动态模型的数学表达式 |
2.2.2 数学模型的求解 |
2.3 ASPEN HYSYS模拟方法 |
2.3.1 物性方法的选取 |
2.3.2 单元模型算法的选取 |
2.4 ASPEN HYSYS模拟概述 |
2.4.1 设备类型与模板 |
2.4.2 初始数据的估计与输入 |
2.4.3 塔的收敛和运行 |
2.4.4 模型的故障诊断和排除 |
2.5 ASPEN HYSYS模拟步骤简介 |
3.稳态模拟基础定义与稳态流程的建立 |
3.1 常减压装置模型的建立 |
3.1.1 原油的定义 |
3.1.2 装置模型选型 |
3.1.3 物料连接和模型组态 |
3.1.3.1 物料连接规则 |
3.1.3.2 模型组态 |
3.2 模型设置与参数输入 |
3.2.1 初馏塔设置与参数输入 |
3.2.2 常压塔设置与数据输入 |
3.2.3 减压塔设置与数据输入 |
3.2.4 .其他模型的设置 |
3.3 装置收敛调试 |
3.3.1 识别收敛的方法 |
3.3.2 定义塔模型设计规定 |
3.3.3 收敛调试技巧 |
3.4 稳态模型的模拟结果 |
3.4.1 初馏塔模拟结果 |
3.4.2 常压塔模拟结果 |
3.4.3 减压塔模拟结果 |
3.5 本章小结 |
4.动态流程模拟建立及动态模型仿真 |
4.1 动态模拟的基本目标 |
4.2 动态模拟的准备与转化 |
4.2.1 设备设计与尺寸核算 |
4.2.2 设备添加与动态规定的设置 |
4.3 动态模型的建立 |
4.3.1 初馏塔控制回路的设计 |
4.3.2 常压塔控制回路的设计 |
4.3.3 减压塔控制回路的设计 |
4.3.4 动态模型的调试 |
4.4 动态模拟的结果 |
4.5 本章小结 |
5.总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(4)基于数据驱动的原油蒸馏过程工况分析系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 原油蒸馏过程工艺简介 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 工业过程稳态工况判别 |
1.3.2 工业过程异常工况检测 |
1.4 论文主要内容及章节安排 |
第二章 基于数据驱动的原油蒸馏过程工况判别方法研究 |
2.1 问题提出 |
2.2 基于主元分析的原油蒸馏过程稳态工况判别方法研究 |
2.2.1 算法原理 |
2.2.2 仿真研究 |
2.3 面向原油蒸馏过程操作优化的工况分类研究 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于数据驱动的原油蒸馏过程故障预警方法研究 |
3.1 基于动态主元分析的原油蒸馏过程故障预警设计 |
3.1.1 算法原理与步骤 |
3.1.2 案例研究及分析 |
3.2 改进的动态主元分析算法及其在原油蒸馏过程故障预警中的应用 |
3.2.1 改进的动态主元分析算法 |
3.2.2 仿真研究 |
3.2.3 案例研究及分析 |
3.3 原油蒸馏过程传感器故障重构研究 |
3.3.1 传感器故障检测与重构算法设计 |
3.3.2 案例研究及分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 降低误报率的原油蒸馏过程故障预警算法研究 |
4.1 分离变量的原油蒸馏过程故障预警算法设计 |
4.1.1 变量分离与建模 |
4.1.2 算法步骤 |
4.2 仿真研究 |
4.3 案例研究及分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 原油蒸馏过程工况分析平台设计与开发 |
5.1 平台总体方案设计 |
5.2 平台功能设计 |
5.2.1 数据库设计 |
5.2.2 稳态工况判别 |
5.2.3 故障预警 |
5.3 平台软件开发 |
5.3.1 平台软件开发结构 |
5.3.2 平台实际运行效果 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间的研究成果 |
(5)石油分子层次组成及分离过程的模型构建(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
第1章 文献综述 |
1.1 油品分离过程 |
1.1.1 原油蒸馏 |
1.1.2 溶剂萃取 |
1.2 流程模拟技术简介及应用 |
1.3 石油组分特征化 |
1.4 分子组成模型构建 |
1.4.1 分子表示方法 |
1.4.2 特征分子集生成方法 |
1.5 文献综述小结 |
1.6 本文主要研究内容 |
第2章 结构单元耦合键电矩阵的组成模型构建方法 |
2.1 SU-BEM框架介绍 |
2.1.1 结构单元 |
2.1.2 键电矩阵 |
2.1.3 SU-BEM |
2.1.4 同系物的生成 |
2.2 分子性质预测 |
2.2.1 单体化合物的性质预测 |
2.2.2 同系物的性质外推 |
2.3 概率密度函数 |
2.4 目标函数及优化算法 |
2.5 案例应用 |
2.5.1 柴油 |
2.5.2 减压馏分油 |
2.5.3 催化裂化油浆 |
2.6 小结 |
第3章 原油分子层次蒸馏模型构建 |
3.1 基于Aspen Plus构建原油蒸馏模型 |
3.2 可逆集总对分子组成模型的简化 |
3.2.1 集总和分子之间的映射及转化 |
3.2.2 原油分子组成模型构建 |
3.2.3 原油蒸馏集总划分 |
3.3 基于可逆集总构建原油蒸馏模型 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 产物收率与蒸馏曲线对比 |
3.4.2 产品分子组成信息 |
3.5 小结 |
第4章 重油分子层次超临界萃取分离模型构建 |
4.1 基于Aspen Plus构建超临界萃取模型 |
4.2 油浆组成模型的集总划分 |
4.2.1 集总划分依据 |
4.2.2 集总性质分布 |
4.3 基于可逆集总构建超临界萃取模型 |
4.4 产物分子组成及性质分析 |
4.5 小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
附录A 同系物性质外推预测结果 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
(6)基于数据的原油蒸馏装置的用能分析(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 论文选题目的与意义 |
1.2 课题相关领域研究状况 |
1.2.1 原油蒸馏装置的模拟仿真 |
1.2.2 带无线的数据采集网络平台 |
1.2.3 原油蒸馏装置的用能分析 |
1.3 本文主要工作 |
第二章 用能分析生产数据平台的设计与实现 |
2.1 引言 |
2.2 带无线的数据采集网络设计 |
2.2.1 网络结构 |
2.2.2 无线传输部分设计 |
2.2.3 网络安全 |
2.3 数据采集 |
2.3.1 采集接口选择 |
2.3.2 采集接口实现 |
2.3.3 采集接口注意事项 |
2.4 数据存储 |
2.4.1 数据量估计 |
2.4.2 技术架构 |
2.4.3 存储策略 |
2.5 小结 |
第三章 原油蒸馏装置的工艺与建模 |
3.1 引言 |
3.2 原油的性质及产品的种类和性质 |
3.3 原油蒸馏装置工艺流程 |
3.4 原油蒸馏装置的稳态模拟 |
3.4.1 装置流程工艺 |
3.4.1.1 装置介绍 |
3.4.1.2 流程简介 |
3.4.1.3 原油虚拟组分及其切割 |
3.4.1.4 单元模块的选择 |
3.4.1.5 物性方法及收敛方法的选择 |
3.4.2 闪蒸塔的流程模拟 |
3.4.2.1 闪蒸塔的模型 |
3.4.2.2 闪蒸塔的过程参数 |
3.4.2.3 闪蒸塔的模拟结果 |
3.4.3 常压塔的流程模拟 |
3.4.3.1 常压塔的建模 |
3.4.3.2 常压塔的过程参数 |
3.4.3.3 常压塔的模拟结果 |
3.5 小结 |
第四章 原油蒸馏装置的能耗及能效分析 |
4.1 引言 |
4.2 原油蒸馏装置的能耗指标计算与分析 |
4.3 原油蒸馏装置的拔出率模拟计算 |
4.4 原油蒸馏装置能耗与拔出率的关系拟合 |
4.5 小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者和导师简介 |
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
(7)基于沥青生产的常减压过程模拟及排产计划优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
论文创新点 |
第一章 前言 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 炼厂沥青生产的常减压过程 |
1.2.1 常减压蒸馏过程工艺简介 |
1.2.2 能耗优化 |
1.2.3 沥青生产方法简介 |
1.3 化工过程模拟与优化 |
1.3.1 过程系统工程 |
1.3.2 化工过程模拟 |
1.3.3 稳态模拟 |
1.3.4 动态模拟 |
1.3.5 常减压过程优化 |
1.4 原油炼制过程调度 |
1.4.1 原油调度 |
1.4.2 产品调和及储运调度 |
1.4.3 炼油过程调度 |
1.4.4 计划调度展望 |
1.5 换热网络综合 |
1.5.1 启发试探法 |
1.5.2 数学规划法 |
1.5.3 人工智能法 |
1.6 本文的研究思路与内容 |
第二章 重油混炼常减压过程模拟 |
2.1 研究背景和意义 |
2.2 实验及现场标定数据获得 |
2.2.1 实验仪器及试剂 |
2.2.2 实验方法 |
2.2.3 现场标定数据 |
2.3 实验结果分析 |
2.3.1 混合重油实沸点蒸馏分析 |
2.3.2 混合重油用于生产沥青的规律研究 |
2.4 重油混炼常减压过程建模 |
2.4.1 工艺数据 |
2.4.2 热力学模型 |
2.4.3 热力学模型模拟及验证 |
2.5 小结 |
第三章 重油混炼常减压过程多目标优化 |
3.1 多目标优化平台 |
3.1.1 多目标遗传算法 |
3.1.2 优化算法设计 |
3.2 常减压蒸馏流程优化 |
3.2.1 优化策略 |
3.2.2 优化结果 |
3.3 小结 |
第四章 重油混炼排产优化 |
4.1 生产过程模型 |
4.2 混炼生产计划模型 |
4.2.1 工厂级混炼生产计划模型 |
4.2.2 公司级混炼生产计划模型 |
4.3 过程模型对比 |
4.3.1 炼厂过程模型 |
4.3.2 过程模型比较 |
4.4 优化排产软件开发 |
4.4.1 软件结构 |
4.4.2 软件功能及界面 |
4.5 优化排产计算 |
4.5.1 工厂级排产优化 |
4.5.2 公司级排产优化 |
4.6 小结 |
第五章 重油混炼换热网络综合 |
5.1 无分流分级换热网络超结构 |
5.2 无分流分级换热网络数学模型 |
5.2.1 过程模型 |
5.2.2 约束条件 |
5.2.3 目标函数 |
5.3 换热网络模型求解 |
5.3.1 粒子群算法简介 |
5.3.2 无分流多级换热网络综合求解策略 |
5.3.3 计算实例 |
5.4 固定工况的重油混炼换热网络优化 |
5.5 变工况的重油混炼换热网络综合优化策略 |
5.6 变工况的重油混炼换热网络综合优化 |
5.7 小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
作者简介 |
(8)常减压蒸馏流程模拟及传热潜力分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
第1章 文献综述 |
1.1 原油常减压蒸馏工艺概述 |
1.2 换热对常减压蒸馏装置能耗的影响 |
1.2.1 换热温度对能耗的影响 |
1.2.2 换热网络对能耗的影响 |
1.2.3 闪蒸过程对换热的影响 |
1.3 塔板传质过程研究进展 |
1.3.1 板效率计算模型研究进展 |
1.3.2 大型塔板的发展现状 |
1.3.3 常减压蒸馏塔板效率 |
1.4 化工模拟技术 |
1.4.1 化工模拟技术简介 |
1.4.2 PRO/II在常减压装置中的应用 |
1.5 主要研究内容与创新点 |
1.5.1 本文主要研究内容 |
1.5.2 创新点 |
第2章 常减压蒸馏装置流程模拟 |
2.1 常减压蒸馏装置工艺介绍 |
2.1.1 电脱盐流程 |
2.1.2 原油闪蒸流程 |
2.1.3 常压蒸馏流程 |
2.1.4 减压蒸馏流程 |
2.2 常减压装置流程模拟 |
2.2.1 热力学方法选择 |
2.2.2 常减压模拟基础数据 |
2.2.3 闪蒸塔模拟 |
2.2.4 常压塔流程模拟 |
2.2.5 减压塔流程模拟 |
2.3 蒸馏塔塔板效率分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 闪蒸塔前压力变化对传热的影响 |
3.1 压力对闪蒸塔前换热器的影响 |
3.1.1 压力对换热网络传热过程的影响 |
3.1.2 压力影响传热的原因分析 |
3.2 压力对后续换热和常压炉负荷的影响 |
3.3 压力对常压塔顶冷凝负荷的影响 |
3.4 泵升压耗电 |
3.5 本章小结 |
第4章 二级闪蒸方案及最优汽化率的确定 |
4.1 二级闪蒸方案 |
4.2 主要操作参数对比 |
4.3 不同工况能耗对比 |
4.4 二段闪蒸方案中汽化率对能耗的影响 |
4.4.1 汽化率与换热网络压力的关系 |
4.4.2 汽化率对闪蒸温度的影响 |
4.4.3 汽化率对能耗影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
附录A 符号说明 |
致谢 |
(9)原油蒸馏装置的非线性模型预测控制方法(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 论文选题目的和意义 |
1.2 本课题相关领域研究状况 |
1.2.1 原油蒸馏装置的稳态和动态优化 |
1.2.2 模型预测控制的研究 |
1.2.3 预测模型建模方法 |
1.3 本文主要工作 |
第二章 原油蒸馏装置的工艺与建模 |
2.1 引言 |
2.2 原油的性质和产品的种类及性质 |
2.2.1 原油的性质 |
2.2.2 产品的种类及性质 |
2.3 原油蒸馏装置工艺流程 |
2.3.1 电脱盐和电脱水 |
2.3.2 初馏塔 |
2.3.3 常压蒸馏装置 |
2.4 原油蒸馏装置的稳态模拟 |
2.4.1 物性方法和装置模型的选择 |
2.4.2 原油的模拟 |
2.4.3 初馏塔的模拟 |
2.4.4 常压塔的模拟 |
2.5 原油蒸馏装置的动态模拟 |
2.6 小结 |
第三章 基于支持向量回归的原油蒸馏装置预测模型 |
3.1 引言 |
3.2 支持向量回归基本原理 |
3.2.1 支持向量机的基本原理 |
3.2.2 ε不敏感损失函数、松弛变量和核函数 |
3.2.3 支持向量回归算法 |
3.3 基于支持向量回归的建模过程 |
3.3.1 控制回路匹配的选择 |
3.3.2 训练数据集的获取 |
3.3.3 支持向量回归模型的建立 |
3.4 仿真分析 |
3.5 小结 |
第四章 改进的非线性模型预测控制算法及其应用 |
4.1 引言 |
4.2 模型预测控制的基本原理 |
4.2.1 基本组成 |
4.2.2 非线性模型预测控制的数学表达 |
4.3 改进的非线性模型预测控制 |
4.4 经济模型预测控制 |
4.6 仿真 |
4.6.1 ITC的仿真模拟 |
4.6.2 EoTC的仿真模拟 |
4.7 小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者和导师简介 |
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
(10)独山子石化1000万吨/年蒸馏装置减压深拔与换热网络优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
第1章 文献综述 |
1.1 减压深拔的发展现状及深拔措施 |
1.1.1 减压蒸馏的流程及作用 |
1.1.2 减压塔的结构介绍 |
1.1.3 减压深拔的定义及作用 |
1.1.4 增加减压塔拔出率的措施 |
1.1.5 减压深拔需要解决的问题 |
1.1.6 减压塔在减压深拔的条件下的运行状况以及对下游装置的影响 |
1.1.7 减压深拔工况下的转油线 |
1.2 原油蒸馏中的能耗和节能 |
1.2.1 原油蒸馏过程的用能状况 |
1.2.2 换热网络优化简介 |
1.2.3 化工过程流程模拟简介 |
1.2.4 换热网络的模拟 |
1.3 独山子石化蒸馏车间现今存在问题及改进方向 |
第2章 独山子石化蒸馏装置流程模拟 |
2.1 原油基本性质测定方法 |
2.2 独山子石化蒸馏车间的原油表征模拟输入数据 |
2.3 模拟流程 |
2.3.1 初馏塔模拟 |
2.3.2 常压塔模拟 |
2.3.3 减压塔模拟 |
2.4 流程模拟小结 |
第3章 减压深拔对侧线产品的影响 |
3.1 独山子石化蒸馏车间进行减压深拔过程 |
3.2 探索减压深拔的进行 |
3.3 减压深拔时中段循环量的改变对各个侧线的影响研究 |
3.4 减压深拔优化结论 |
第4章 独山子石化1000 万吨/年蒸馏装置换热网络优化 |
4.1 独山子1000 万吨/年蒸馏装置换热概况 |
4.2 独山子1000 万吨/年蒸馏装置换热网络优化模拟 |
4.3 深拔工况(9%牙哈+17%北疆)换热网络优 |
4.3.1 深拔工况模拟 |
4.3.2 深拔工况夹点分析 |
4.3.3 调整电脱盐后三支比例 |
4.3.4 调整初底油两支比例 |
4.3.5 采用大流量小温差的中段取热方式 |
4.3.6 移动换热器 |
4.3.7 换热器对调 |
4.4 深拔工况换热网络优化及改造建议 |
第5章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
四、θ法应用于原油蒸馏过程模型计算(论文参考文献)
- [1]原油常减压装置下的生产优化算法研究及软件开发[D]. 陈美汝. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]复杂炼油塔模型与模拟研究[D]. 刘广杰. 青岛科技大学, 2020(01)
- [3]基于Aspen HYSYS的常减压装置动态流程模拟研究[D]. 刘方旭. 辽宁石油化工大学, 2020(04)
- [4]基于数据驱动的原油蒸馏过程工况分析系统设计[D]. 迟慧. 东南大学, 2020(01)
- [5]石油分子层次组成及分离过程的模型构建[D]. 封松. 中国石油大学(北京), 2019(02)
- [6]基于数据的原油蒸馏装置的用能分析[D]. 何馨. 北京化工大学, 2018(01)
- [7]基于沥青生产的常减压过程模拟及排产计划优化研究[D]. 黄小侨. 中国石油大学(华东), 2018(01)
- [8]常减压蒸馏流程模拟及传热潜力分析[D]. 陈鹤天. 中国石油大学(北京), 2018(01)
- [9]原油蒸馏装置的非线性模型预测控制方法[D]. 冯振湘. 北京化工大学, 2018(01)
- [10]独山子石化1000万吨/年蒸馏装置减压深拔与换热网络优化研究[D]. 李广伟. 中国石油大学(北京), 2018(01)