CN109446598A - 一种气体分馏过程优化仿真系统 - Google Patents

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李卫伟
邓宝永
闫雨
黄震宇
李振键
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation

Abstract

本发明涉及一种气体分馏过程优化仿真系统，本优化仿真系统由3部分组成，包括仿真界面、模拟计算文件和接口程序。仿真界面用于提供人机交互窗口；气体分馏过程的工艺计算由Aspen Plus软件计算完成；接口程序采用Visual Basic编写，完成仿真界面和Aspen Plus文件的链接。该仿真系统可实现气体分馏装置在不同工况下的工艺参数优化。仿真界面与装置DCS操作界面一致，用户使用简单方便；装置工况变化和产品结构调整时运用该发明可以快速计算最优工艺参数用于指导实际操作，避免了操作人员凭经验缓慢摸索或调整失败的操作。

Description

一种气体分馏过程优化仿真系统
技术领域
本发明属于石油化工领域，涉及一种优化仿真系统，具体说涉及一种气体分馏过程优化仿真系统。
背景技术
气体分馏装置属于石油加工工艺中的下游装置，产品质量受上游装置影响较大，当上游来的液化气组成和流量发生较大变化时，必须经过相应的工艺调整才能使产品质量合格。
气体分馏装置需要根据市场需求进行工艺调整，改变产品分布和质量规格，以实现生产过程工艺最优，装置经济效益最佳。
目前气体分馏装置的工艺调整主要依靠操作人员的历史经验，对装置的分离原理和控制系统理解不深，往往造成短期内产品质量不合格、装置能耗偏高等问题，因此开发一种针对气体分馏装置的优化仿真系统非常必要，通过计算机的仿真模拟可以实现装置在不同工况时工艺参数的快速寻优，使装置处于经济合理的运行状态。
发明内容
本发明针对上述问题和实际需求，开发了一种适用于气体分馏过程的优化仿真系统，该系统可实现气体分馏装置在不同工况下的工艺参数优化。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的气体分馏过程优化仿真系统，由仿真界面、气体分馏过程的AspenPlus模拟文件及链接两者的Visual Basic接口程序组成。
本发明提供的仿真界面与装置DCS系统界面一致，将其添加到Visual Basic窗体中，然后在该界面上添加Visual Basic控件。
优化仿真系统的仿真界面提供人机交互窗口，用户在仿真界面进行气体分馏过程工艺参数的修改，所有的计算结果通过仿真界面反馈给用户。
优化仿真系统的计算部分由一个或多个气体分馏过程的Aspen Plus流程模拟文件完成，优化仿真系统通过用户输入自动识别并调用相应的Aspen Plus文件进行模拟计算。
优化仿真系统通过调用Aspen Plus文件实现液化气进料组成发生变化时最优工艺参数的求解。
优化仿真系统通过调用Aspen Plus文件实现液化气进料负荷发生变化时最优工艺参数的求解。
优化仿真系统通过调用Aspen Plus文件实现装置多产丙烯时最优工艺参数的求解。
优化仿真系统通过调用Aspen Plus文件实现装置多产丙烷时最优工艺参数的求解。
本发明中调用的Aspen Plus文件采用与装置负荷和产品纯度相关联的文件名，不同的装置负荷和产品纯度对应不同的Aspen Plus文件，模拟结果与实测数据高度吻合。
本发明提供的仿真界面为1个窗体，用户通过窗体上的Visual Basic控件改变输入参数，仿真系统根据输入条件调用相应的Aspen Plus模拟文件进行运算，运算结果通过Visual Basic控件直接显示在窗体。
本发明产生的有益效果是：仿真界面与装置DCS操作界面一致，用户使用简单方便；装置工况变化和产品结构调整时运用该发明可以快速计算最优工艺参数用于指导实际操作，避免了操作人员凭经验缓慢摸索或调整失败的操作。
附图说明
图1为本发明所提供的气体分馏过程优化仿真系统结构图。
图2为本发明所提供的气体分馏过程优化仿真系统界面图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
气体分馏过程主要有三塔工艺流程、四塔工艺流程和五塔工艺流程，本发明涉及最为常见的三塔工艺流程。上游来的液化气原料先后经过脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯精馏塔，在脱丙烷塔塔底采出C4及以上组分，在丙烯精馏塔塔顶采出丙烯产品，塔底产出丙烷产品。
一种气体分馏过程优化仿真系统的开发过程如下：
(1)使用流程模拟软件Aspen Plus对气体分馏过程的三塔流程进行建模，根据装置负荷、产品纯度建立不同工况下的Aspen Plus模型文件，使得模拟计算结果与装置实际运行数据吻合；
(2)在Visual Basic中创建窗体，对照装置DCS系统界面添加仿真界面；在仿真界面添加Visual Basic文本框控件和命令按钮控件；文本框控件用于实现调整参数的输入和计算结果的输出，命令按钮控件用于实现用户优化项目的选择，Aspen Plus文件的运行和系统的退出；
(3)用Visual Basic编写Aspen Plus模拟文件和仿真界面的接口程序。
一种气体分馏过程优化仿真系统的使用方法：
(1)运行Visual Basic进入气体分馏过程优化仿真系统，如图1，在图中选择需要优化的项目；
(2)以上游原料组成发生变化为例，选择点击调整原料命令按钮控件，此时与原料组成对应的文本框控件为可写入状态，用户输入实测的原料组成比例；
(3)点击运行命令按钮控件，通过Aspen Plus模拟文件运算后的调整参数以红色字体出现在对应的文本框控件中；
(4)运行完成一个优化项目后可选择继续运行不同的优化项目，步骤与前述相同，也可以通过点击退出命令按钮控件退出该仿真系统。
优化仿真系统通过调用Aspen Plus文件实现液化气进料组成发生变化时最优工艺参数的求解。
优化仿真系统通过调用Aspen Plus文件实现液化气进料负荷发生变化时最优工艺参数的求解。
优化仿真系统通过调用Aspen Plus文件实现装置多产丙烯时最优工艺参数的求解。
优化仿真系统通过调用Aspen Plus文件实现装置多产丙烷时最优工艺参数的求解。
本发明公开和提出的一种气体分馏过程优化仿真系统，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (7)

1.一种气体分馏过程优化仿真系统，其特征在于，所述的优化仿真系统由仿真界面、气体分馏过程的Aspen Plus模拟文件及链接两者的Visual Basic接口程序组成。
2.根据权利要求1所述的优化仿真系统，其特征在于：优化仿真系统的仿真界面提供人机交互窗口，用户在仿真界面进行气体分馏过程工艺参数的修改，所有的计算结果通过仿真界面反馈给用户。
3.根据权利要求1所述的优化仿真系统，其特征在于：优化仿真系统的计算部分由一个或多个气体分馏过程的Aspen Plus流程模拟文件完成，优化仿真系统通过用户输入自动识别并调用相应的Aspen Plus文件进行模拟计算。
4.根据权利要求1所述的优化仿真系统，其特征在于：优化仿真系统通过调用AspenPlus文件实现液化气进料组成发生变化时最优工艺参数的求解。
5.根据权利要求1所述的优化仿真系统，其特征在于：优化仿真系统通过调用AspenPlus文件实现液化气进料负荷发生变化时最优工艺参数的求解。
6.根据权利要求1所述的优化仿真系统，其特征在于：优化仿真系统通过调用AspenPlus文件实现装置多产丙烯时最优工艺参数的求解。
7.根据权利要求1所述的优化仿真系统，其特征在于：优化仿真系统通过调用AspenPlus文件实现装置多产丙烷时最优工艺参数的求解。
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