CN111899800A - 基于分子管理技术的炼油装置仿真系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于分子管理技术的炼油装置仿真系统。该系统包括：操作控制模块，采集操作控制信息和/或原料加工信息，根据操作控制信息确定油品加工装置种类、可选择地生成油品加工装置的装置运行信息，根据原料加工信息生成分子级转化路径信息，将油品加工装置种类向装置构建模块发送，将装置运行信息和/或分子级转化路径信息向仿真演示模块发送；可选择的装置构建模块，构建油品加工装置的三维模型并控制仿真演示模块展示三维模型；仿真演示模块，用于展示三维模型和/或根据分子级转化路径信息展示原料分子级转化路径，进一步可选择地根据装置运行信息展示三维模型的动态运行画面。本发明使得炼油装置可视化，炼油加工工艺更加直观。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于分子管理技术的炼油装置仿真系统。
背景技术
随着石油工业的迅猛发展，石油生产装置的种类越来越多，复杂性越来越大。对于研究人员、工厂员工而言，石油生产装置的整体布局限于二维的设计图纸，在石油生产装置运行期间，石油生产装置内部的运转不够直观，对于进料、出料也仅停留在实体物质上，石油生产装置对进料的处理方式都是不可见的。这极大的制约了研究人员和工厂员工对石油生产装置，以及石油加工工艺的理解。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于分子管理技术的炼油装置仿真系统，以解决现有技术缺少可视化的石油生产装置的问题。
针对上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来解决的:
本发明提供了一种基于分子管理技术的炼油装置仿真系统，所述系统包括：
所述系统包括：相互连接的操作控制模块，可选择的装置构建模块和仿真演示模块；
所述操作控制模块，用于采集操作控制信息和/或原料加工信息；当采集操作控制信息时，所述操作控制模块还用于根据所述操作控制信息确定油品加工装置的种类并将所述油品加工装置的种类向所述装置构建模块发送，以及可选择地用于生成所述种类的油品加工装置的装置运行信息并将所述装置运行信息向所述仿真演示模块发送；当采集原料加工信息时，根据所述原料加工信息生成分子级转化路径信息并将所述分子级转化路径信息向所述仿真演示模块发送；
所述装置构建模块，用于根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块展示所述三维模型；
所述仿真演示模块，用于展示所述三维模型，和/或，根据所述分子级转化路径信息展示原料分子级转化路径；当所述仿真演示模块接收到所述种类的油品加工装置的装置运行信息时，所述仿真演示模块进一步用于根据所述装置运行信息展示所述三维模型的动态运行画面。
具体而言，基于分子管理技术的炼油装置仿真系统包括：相互连接的操作控制模块和仿真演示模块；所述操作控制模块，用于采集原料加工信息；根据所述原料加工信息生成分子级转化路径信息；将所述分子级转化路径信息向所述仿真演示模块发送；所述仿真演示模块，用于根据所述分子级转化路径信息展示原料分子级转化路径。或者，
基于分子管理技术的炼油装置仿真系统包括：相互连接的操作控制模块，装置构建模块和仿真演示模块；所述操作控制模块，用于采集操作控制信息；根据所述操作控制信息确定油品加工装置的种类并生成所述种类的油品加工装置的装置运行信息；将所述油品加工装置的种类向所述装置构建模块发送并将所述装置运行信息向所述仿真演示模块发送；
所述装置构建模块，用于根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块展示所述三维模型；
所述仿真演示模块，用于根据所述装置运行信息展示所述三维模型的动态运行画面。或者，
基于分子管理技术的炼油装置仿真系统包括：相互连接的操作控制模块，装置构建模块和仿真演示模块；
所述操作控制模块，用于采集操作控制信息；根据所述操作控制信息确定油品加工装置的种类；将所述油品加工装置的种类向所述装置构建模块发送；
所述装置构建模块，用于根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块展示所述三维模型；
所述仿真演示模块，用于展示所述三维模型。或者，
基于分子管理技术的炼油装置仿真系统包括：相互连接的操作控制模块，装置构建模块和仿真演示模块；所述操作控制模块，用于采集操作控制信息和原料加工信息；根据所述操作控制信息确定油品加工装置的种类并生成所述种类的油品加工装置的装置运行信息，根据所述原料加工信息生成分子级转化路径信息；将所述油品加工装置的种类向所述装置构建模块发送并将所述装置运行信息和所述分子级转化路径信息向所述仿真演示模块发送；
所述装置构建模块，用于根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块展示所述三维模型；
所述仿真演示模块，用于根据所述装置运行信息展示所述三维模型的动态运行画面，根据所述分子级转化路径信息展示原料分子级转化路径。或者，
基于分子管理技术的炼油装置仿真系统包括：相互连接的操作控制模块，装置构建模块和仿真演示模块；
所述操作控制模块，用于采集操作控制信息和原料加工信息；根据所述操作控制信息确定油品加工装置的种类，根据所述原料加工信息生成分子级转化路径信息；将所述油品加工装置的种类向所述装置构建模块发送并将所述分子级转化路径信息向所述仿真演示模块发送；
所述装置构建模块，用于根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块展示所述三维模型；
所述仿真演示模块，用于展示所述三维模型，并用于根据所述分子级转化路径信息展示原料分子级转化路径。
其中，所述系统优选还包括：油品加工装置的模型数据库以及油品加工分子级规则数据库；其中，所述油品加工装置的模型数据库存储的数据，包括：油品加工装置的种类，各种油品加工装置的三维数据，每种所述油品加工装置的三维模型中的各种装置部件对应的功能的信息；所述油品加工分子级规则数据库存储的数据，包括：油品加工装置的种类和油品分子级加工规则的对应关系的信息。
其中，所述操作控制信息，优选包括：装置信息；所述操作控制模块，用于：查询所述油品加工装置的模型数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类，将所述油品加工装置的种类发送给所述装置构建模块；所述装置构建模块，用于：根据所述油品加工装置的种类，查询所述油品加工装置的模型数据库，获取所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型。
其中，所述装置运行信息优选包括：三维模型的运动轨迹信息和/或控制指令信息。
其中，所述操作控制信息，优选包括：装置信息和操作对象；所述操作控制模块，包括：相互连接的操作确定单元和轨迹生成单元；所述操作确定单元，用于查询所述油品加工装置的模型数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类，确定所述操作对象在所述种类的油品加工装置的三维模型中对应的装置部件的功能；所述轨迹生成单元，用于根据所述种类的油品加工装置以及所述装置部件对应的功能，生成所述油品加工装置的运动轨迹信息。
其中，所述操作控制信息，优选还包括：控制参数；所述轨迹生成单元，还用于根据所述种类的油品加工装置，所述装置部件对应的功能和所述控制参数，生成用于控制所述装置部件的控制指令信息。
其中，所述原料加工信息，优选包括：装置信息和加工对象的分子组成；所述操作控制模块，包括：相互连接的装置确定单元，规则确定单元和路径生成单元；所述装置确定单元，用于查询所述油品加工分子级规则数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类；所述规则确定单元，用于查询所述油品加工分子级规则数据库，确定与所述油品加工装置的种类对应的油品分子级加工规则；所述路径生成单元，用于按照所述油品分子级加工规则对所述加工对象的分子组成进行分子级加工处理，得到所述加工对象的分子级转化路径信息。
其中，所述油品加工装置的种类，优选包括：分离装置，二次加工装置和油品调合装置；其中，所述分离装置，包括：常减压装置；所述二次加工装置，包括：催化裂化装置，延迟焦化装置，渣油加氢装置，加氢裂化装置，柴油加氢改质装置，柴油加氢精制装置，汽油加氢精制装置，催化重整装置和烷基化装置。
其中，当所述油品加工装置为分离装置时，所述油品分子级加工规则，优选包括：各种分子对应的物性；当所述油品加工装置为二次加工装置时，所述油品分子级加工规则，包括：所述二次加工装置对应的反应规则集；其中，每个二次加工装置对应一个反应规则集，每个反应规则集包括多个反应规则；当所述油品加工装置为油品调合装置时，所述油品分子级加工规则，包括：多种牌号对应的调合配方信息。
其中，优选地，所述路径生成单元，进一步用于：当所述油品加工装置为分离装置时，在所述分离装置对应的油品分子级加工规则中，根据所述加工对象的分子组成，查询所述分子组成中各种分子对应的物性；根据各种分子对应的物性，确定每种所述分子所属的分离产物，将每种所述分子和分离产物的对应关系作为所述分子级转化路径信息。
其中，优选地，所述路径生成单元，进一步用于：当所述油品加工装置为二次加工装置时，在所述二次加工装置对应的油品分子级加工规则中，根据所述加工对象的分子组成，查询所述分子组成中各种分子对应的反应规则；根据各种分子对应的反应规则，确定每种所述分子的反应路径，生成所述加工对象对应的反应网络，并且确定所述二次加工装置输出的各种反应产物，将所述反应网络，和/或，每种所述分子和反应产物的对应关系作为所述分子级转化路径信息。
其中，优选地，所述仿真演示模块，进一步用于展示所述分子组成对应的反应网络的三维立体结构。
其中，优选地，所述路径生成单元，进一步用于：当所述油品加工装置为油品调合装置时，在所述油品调合装置对应的油品分子级加工规则中，查询待调合的牌号对应的调合配方信息，将所述加工对象按照所述调合配方信息调合出对应牌号的调合油品，将所述加工对象的分子组成和所述牌号的调合油品的对应关系作为所述加工对象的分子级转化路径信息。
其中，优选地，所述仿真演示模块，进一步用于：显示所述分离产物的分子组成；和/或，显示所述反应网络以及所述反应产物的分子组成；和/或，显示所述调合油品的分子组成。
其中，所述系统优选还包括：与所述仿真演示模块连接的目标追踪模块；所述目标追踪模块，用于采集目标分子的信息，控制所述仿真演示模块在展示的原料分子级转化路径中标识出目标分子所在的位置。
其中，优选地，所述仿真演示模块，进一步用于在展示的原料分子级转化路径中，以预设第一颜色标识出所述目标分子的所在位置。
其中，优选地，所述仿真演示模块，进一步用于：在包含所述目标分子的反应网络中，显示所述目标分子的反应路径；其中，所述反应路径包括：在所述反应网络中，以所述目标分子为初始反应物的化学反应过程；和/或，以所述目标分子为中间产物和/或最终产物的化学反应过程。
其中，优选地，所述仿真演示模块，进一步用于在所述反应网络中，以预设第二颜色和/或第二粗度的线条显示所述目标分子的反应路径。
其中，优选地，所述目标追踪模块，进一步用于：在所述装置确定单元确定油品加工装置的类型包括分离装置，二次加工装置和油品调合装置之后，确定所述目标分子的反应路径，所述目标分子所属的分离产物和所述目标分子所属的调合油品；将所述目标分子的反应路径的最初反应物连接包含所述最初反应物的分离产物；将所述目标分子的反应路径的最终反应产物连接包含所述最终反应产物的调合油品；控制所述仿真演示模块显示已连接的所述分离产物、所述反应路径和所述调合油品。
其中，优选地，所述装置构建模块，进一步用于：根据油品加工装置的三维数据，利用虚拟现实技术，构建所述油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块展示所述三维模型。
其中，所述操作控制模块，优选包括：动作捕捉单元；所述动作捕捉单元，用于捕捉用户的操作动作，并将所述操作动作转化为操作控制信息。
其中，所述操作控制模块，优选包括：相互连接的操作控制台和操作输入单元；所述操作控制台包括：多种操作部件，所述操作控制台的每种所述操作部件对应一种所述油品加工装置的操作部件；所述操作输入单元，用于接收所述操作控制台上的每种操作部件的输入信息，并将所述输入信息转换为所述操作控制信息。
本发明有益效果如下：
在本发明中，采集操作控制信息和/或原料加工信息，根据操作控制信息可以构建油品加工装置的三维模型，生成油品加工装置的装置运行信息，以及生成分子级转化路径信息，进而根据装置运行信息可以展示三维模型的动态运行画面，以及根据分子级转化路径展示原料分子级转化路径，使得基于分子管理技术的炼油装置可视化，炼油加工工艺更加直观。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明一实施例的基于分子管理技术的炼油装置仿真系统的结构图；
图2是根据本发明一实施例的操作控制模块的结构图；
图3是根据本发明另一实施例的操作控制模块的结构图；
图4是根据本发明另一实施例的操作控制模块的结构图；
图5是根据本发明另一实施例的操作控制模块的结构图；
图6是根据本发明另一实施例的操作控制模块的结构图；
图7是根据本发明另一实施例的基于分子管理技术的炼油装置仿真系统的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
在本发明中，利用基于SOL(Structure-Oriented Lumping，结构导向集总)的分子表征方法来表征分子。其中，基于SOL的分子表征方法，可以利用24个基团表征烃类分子的结构。
进一步地，SOL属于分子尺度上的集总，将实际体系中的分子数由上百万个减少到几千，大大降低了物性检测的复杂性。该基于SOL的分子表征方法不仅可以表示烷烃、环烷烃，一直到包含50-60个碳原子的复杂芳烃结构，还可表示作为中间产物或二次反应产物的烯烃或环烯烃，另外还考虑了含硫、氮、氧等杂原子化合物。
根据本发明的实施例，提供了一种基于分子管理技术的炼油装置仿真系统。如图1所示，为根据本发明一实施例的基于分子管理技术的炼油装置仿真系统的结构图。
在该系统中，包括：相互连接的操作控制模块110，装置构建模块120和仿真演示模块130。
操作控制模块110，用于采集操作控制信息和/或原料加工信息，根据所述操作控制信息确定油品加工装置的种类，并生成所述种类的油品加工装置的装置运行信息，根据所述原料加工信息生成分子级转化路径信息，将所述油品加工装置的种类向所述装置构建模块120发送，将所述装置运行信息和/或所述分子级转化路径信息向所述仿真演示模块130发送。
装置构建模块120，用于根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块130展示所述三维模型。
仿真演示模块130，用于根据所述装置运行信息展示所述三维模型的动态运行画面，根据所述分子级转化路径信息展示原料分子级转化路径。
针对上述结构的系统，具体而言：
操作控制信息，为对油品加工装置的三维模型的装置部件进行操作控制的指示信息。该操作控制信息可以根据用户的输入信息生成。
原料加工信息，为使用油品加工装置对加工对象进行分子级加工处理的指示信息。该原料加工信息可以根据用户的输入信息生成。
装置运行信息，是对油品加工装置的三维模型的装置部件进行操作控制的控制指令。执行该控制指令，油品加工装置的三维模型的装置部件将按照该控制指令运行。
分子级转化路径信息，是油品加工装置在对加工对象进行分子级加工过程中，分子的转化路径。
动态运行画面，是油品加工装置执行装置运行信息时的动态画面。例如：装置运行信息为打开阀门指令，执行打开阀门指令，油品加工装置的三维模型将打开阀门，则动态运行画面为油品加工装置的三维模型打开阀门的动态画面。
原料分子级转化路径，是对分子级转化路径信息进行可视化处理后的分子转化路径。例如：分子级转化路径信息为反应网络的信息，则原料分子级转化路径为该反应网络。
操作控制模块110，仅采集到操作控制信息时，根据该操作控制信息确定油品加工装置的种类，并生成所述种类的油品加工装置的装置运行信息；将所述油品加工装置的种类向所述装置构建模块120发送；将所述装置运行信息向所述仿真演示模块130发送；装置构建模块120，根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块130展示所述三维模型；所述仿真演示模块130根据所述装置运行信息展示所述三维模型的动态运行画面。
操作控制模块110，仅采集到操作控制信息时，根据该操作控制信息确定油品加工装置的种类；将所述油品加工装置的种类向所述装置构建模块120发送；装置构建模块120，根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块130展示所述三维模型；所述仿真演示模块130用于展示所述三维模型。
操作控制模块110，仅采集到原料加工信息，根据所述原料加工信息生成分子级转化路径信息，将所述分子级转化路径信息向所述仿真演示模块130发送；仿真演示模块130，根据所述分子级转化路径信息展示原料分子级转化路径。
操作控制模块110，采集操作控制信息和原料加工信息；根据所述操作控制信息确定油品加工装置的种类；根据所述原料加工信息生成分子级转化路径信息；将所述油品加工装置的种类向装置构建模块120发送，将所述分子级转化路径信息向仿真演示模块130发送。装置构建模块120，用于根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制仿真演示模块130展示所述三维模型。仿真演示模块130，用于展示所述三维模型，并用于根据所述分子级转化路径信息展示原料分子级转化路径。
操作控制模块110，采集操作控制信息和原料加工信息；根据所述操作控制信息确定油品加工装置的种类，并生成所述种类的油品加工装置的装置运行信息；根据所述原料加工信息生成分子级转化路径信息；将所述油品加工装置的种类向装置构建模块120发送，将所述装置运行信息和所述分子级转化路径信息向仿真演示模块130发送。装置构建模块120，用于根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制仿真演示模块130展示所述三维模型。仿真演示模块130，用于根据所述装置运行信息展示原料在所述三维模型中加工处理的动态运行画面，并且根据所述分子级转化路径信息展示原料分子级转化路径。
在本实施例中，仿真演示模块130，可以用于分屏显示所述三维模型的动态运行画面和原料分子级转化路径。例如：将屏幕划分为左分屏和右分屏，在左分屏显示三维模型的动态运行画面，当三维模型加工原料时，右分屏显示该原料的原料分子级转化路径。
在本实施例中，油品加工装置的种类，包括：分离装置，二次加工装置和油品调合装置。
所述分离装置，包括但不限于：常减压装置。
所述二次加工装置，包括但不限于：催化裂化装置，延迟焦化装置，渣油加氢装置，加氢裂化装置，柴油加氢改质装置，柴油加氢精制装置，汽油加氢精制装置，催化重整装置和烷基化装置。
在本实施例中，采集操作控制信息和/或原料加工信息，根据操作控制信息可以构建油品加工装置的三维模型、生成油品加工装置的装置运行信息，根据所述原料加工信息生成可以生成分子级转化路径信息，进而根据装置运行信息可以展示三维模型的动态运行画面，根据分子级转化路径可以展示原料分子级转化路径，使得基于分子管理技术的炼油装置可视化，炼油加工工艺更加直观。
在本实施例中，所述系统还可以包括：油品加工装置的模型数据库以及油品加工分子级规则数据库；其中，
油品加工装置的模型数据库存储的数据，包括但不限于：油品加工装置的种类，各种油品加工装置的三维数据，每种所述油品加工装置的三维模型中的各种装置部件对应的功能的信息。油品加工装置的种类可以是具有唯一性的油品加工装置的种类编号。油品加工装置的三维模型中的各种装置部件可以用装置部件的唯一编码表示。
油品加工分子级规则数据库存储的数据，包括但不限于：油品加工装置的种类和油品分子级加工规则的对应关系的信息。
针对装置构建以及装置运行信息的生成，具体而言：
在一个实施例中，所述操作控制信息，包括：装置信息。例如：该装置信息可以携带油品加工装置的种类编号。
操作控制模块110，用于：查询油品加工装置的模型数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类，将该油品加工装置的种类发送给装置构建模块120。进一步地，装置信息携带的油品加工装置的种类编号可以为一个或者多个。
装置构建模块120，用于：根据油品加工装置的种类，查询油品加工装置的模型数据库，获取所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制仿真演示模块130展示所述三维模型。进一步地，如果油品加工装置的种类为多种，即操作控制模块110采集的操作控制信息中装置信息携带的油品加工装置的种类编号为多个，则装置构建模块120获取每个种类的油品加工装置的三维数据，构建每个种类的油品加工装置的三维模型，并控制仿真演示模块130展示构建的多个三维模型。
在另一实施例中，所述操作控制信息，包括：装置信息和操作对象。其中，装置信息用于指示油品加工装置的种类；操作对象用于指示装置部件，以便确定该装置部件对应的功能。操作对象可以是装置部件的唯一编码。
所述装置运行信息包括：三维模型的运动轨迹信息和/或控制指令信息。所述运动轨迹信息，为三维模型的运行轨迹。所述控制指令信息，为用于控制三维模型的指令。
操作控制模块110，包括：相互连接的操作确定单元111和轨迹生成单元112。如图2所示，为根据本发明一实施例的操作控制模块的结构图。
操作确定单元111，用于查询所述油品加工装置的模型数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类，确定所述操作对象在所述种类的油品加工装置的三维模型中对应的装置部件的功能。
轨迹生成单元112，用于根据所述种类的油品加工装置以及所述装置部件对应的功能，生成所述油品加工装置的运动轨迹信息。
例如：操作确定单元111查询油品加工装置的模型数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类，确定所述操作对象所述种类的油品加工装置的三维模型中对应进料阀门，用于控制进料流量。轨迹生成单元112生成阀门的运动轨迹信息，仿真演示模块130可以根据该阀门的运动轨迹信息，展示阀门打开和关闭的动态画面。
在又一实施例中，所述操作控制信息，包括：装置信息和操作对象和控制参数。其中，控制参数用于指示反应条件和/或操作参数。反应条件，包括：反应压力，反应温度和流速。操作参数，包括：装置部件开启、装置部件关闭、阀门开度等。
操作确定单元111，用于查询所述油品加工装置的模型数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类，确定所述操作对象在所述种类的油品加工装置的三维模型中对应的装置部件的功能。
轨迹生成单元112，根据所述种类的油品加工装置以及所述装置部件对应的功能，生成所述油品加工装置的运动轨迹信息；并且，根据所述种类的油品加工装置，所述装置部件对应的功能以及所述控制参数，生成用于控制所述装置部件的控制指令信息。
例如：装置信息，包括：编号8；操作对象为021；控制参数为阀门开度为70度。操作确定单元111查询油品加工装置的模型数据库，确定所述编号8对应的油品加工装置的种类为催化重整装置，确定所述操作对象021在催化重整装置的三维模型中对应调节阀，调节阀的功能为调节流量。轨迹生成单元112生成控制指令信息，该控制指令信息用于控制催化重整装置中的调节阀将阀门开度调节到70度。
针对分子级转化路径信息的生成，具体而言：
所述原料加工信息，包括：装置信息和加工对象的分子组成。分子组成为各种分子(单分子)的信息。例如：分子组成中包含的单分子，单分子的种类，每种单分子的体积、含量等。
操作控制模块110，包括：相互连接的装置确定单元113，规则确定单元114和路径生成单元115。如图3所示，为根据本发明另一实施例的操作控制模块的结构图。
装置确定单元113，用于查询所述油品加工分子级规则数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类。
所述规则确定单元114，用于查询所述油品加工分子级规则数据库，确定与所述油品加工装置的种类对应的油品分子级加工规则。
路径生成单元115，用于按照所述油品分子级加工规则对所述加工对象的分子组成进行分子级加工处理，得到所述加工对象的分子级转化路径信息。进一步地，路径生成单元115，用于按照所述油品分子级加工规则以及预设的反应条件对所述加工对象的分子组成进行分子级加工处理，得到所述加工对象的分子级转化路径信息。该预设的反应条件可以根据需求而定。
油品加工装置的种类，包括：分离装置，二次加工装置和油品调合装置；其中，所述分离装置，包括：常减压装置；所述二次加工装置，包括：催化裂化装置，延迟焦化装置，渣油加氢装置，加氢裂化装置，柴油加氢改质装置，柴油加氢精制装置，汽油加氢精制装置，催化重整装置和烷基化装置。
当所述油品加工装置为分离装置时，所述油品分子级加工规则，包括：各种分子对应的物性；路径生成单元115，进一步用于：当所述油品加工装置为分离装置时，在所述分离装置对应的油品分子级加工规则中，根据所述加工对象的分子组成，查询所述分子组成中各种分子对应的物性；根据各种分子对应的物性，确定每种所述分子所属的分离产物，将每种所述分子和分离产物的对应关系作为所述分子级转化路径信息。
当所述油品加工装置为二次加工装置时，所述油品分子级加工规则，包括：所述二次加工装置对应的反应规则集；其中，每个二次加工装置对应一个反应规则集，每个反应规则集包括多个反应规则；路径生成单元115，进一步用于：当所述油品加工装置为二次加工装置时，在所述二次加工装置对应的油品分子级加工规则中，根据所述加工对象的分子组成，查询所述分子组成中各种分子对应的反应规则；根据各种分子对应的反应规则，确定每种所述分子的反应路径，生成所述加工对象对应的反应网络，并且确定所述二次加工装置输出的各种反应产物，将所述反应网络，以及每种所述分子和反应产物的对应关系作为所述分子级转化路径信息。
反应路径用于表示每种单分子经反应得到的中间产物、或者经反应得到的最终产物的化学反应路径。
反应网络包括分子组成中每种单分子，每种单分子经反应得到的中间产物、最终产物，以及每种单分子、中间产物或最终产物两两之间的反应路径。
当所述油品加工装置为油品调合装置时，所述油品分子级加工规则，包括：多种牌号对应的调合配方信息。路径生成单元115，进一步用于：当所述油品加工装置为油品调合装置时，在所述油品调合装置对应的油品分子级加工规则中，查询待调合的牌号对应的调合配方信息，将所述加工对象按照所述调合配方信息调合出对应牌号的调合油品，将所述加工对象的分子组成和所述牌号的调合油品的对应关系作为所述加工对象的分子级转化路径信息。
在本实施例中，仿真演示模块130，用于：展示所述分子组成对应的反应网络的三维立体结构。仿真演示模块130进一步用于：利用真三维立体显示技术或者力导向布局算法，展示所述分子组成对应的反应网络的三维立体结构。
三维立体结构包括多个输出节点和有向边，每条所述有向边连接两个所述输出节点；所述输出节点用于表示所述分子组成中的每种单分子、每种单分子经反应得到的中间产物或最终产物；所述有向边用于表示每种单分子与中间产物或最终产物两两之间的反应路径。进一步地，本实施例的仿真演示模块130还可以在反应网络的三维立体结构中标识各个输出节点，并展示该输出节点，还可以展示连接该输出节点的有向边。以预设第三颜色标识各个输出节点；以预设第四颜色标识连接各个输出节点的有向边；还可以以不同粗细的线条来标识各个有向边，以不同大小的球体来标识各个输出节点。其中，相同种类的分子对应的节点可以用相同大小的球来标识，不同种类的分子对应的节点可以用不同大小的球来标识。
在本实施例中，仿真演示模块130，进一步用于：显示所述分离产物的分子组成；和/或，显示所述反应网络以及所述反应产物的分子组成；和/或，显示所述调合油品的分子组成。
为了使加工对象的分子组成的反应过程更加直观，可以利用仿真演示模块130，分屏显示加工对象的分子组成的原料分子级转化路径，以及显示加工对象的分子组成在反应过程中油品加工装置的三维模型的动态画面。
在本实施例中，操作控制模块110，包括：操作确定单元111，轨迹生成单元112，装置确定单元113，规则确定单元114和路径生成单元115。如图4所示，为根据本发明又一实施例的操作控制模块的结构图。
在本实施例中，操作控制模块110，采集操作控制信息和原料加工信息。
操作控制信息，包括：装置信息、操作对象和控制参数。该控制参数可以是加工对象的反应条件。
原料加工信息，包括：装置信息和加工对象的分子组成。
操作控制模块110中的操作确定单元111，查询所述油品加工装置的模型数据库；确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类，将该油品加工装置的种类发送给装置构建模块120；确定所述操作对象在所述种类的油品加工装置的三维模型中对应的装置部件的功能。
操作控制模块110中的轨迹生成单元112，根据所述种类的油品加工装置以及所述装置部件对应的功能，生成加工对象在所述油品加工装置中的运动轨迹信息；并且，根据所述种类的油品加工装置，所述装置部件对应的功能以及所述控制参数，生成用于控制所述装置部件的控制指令信息。例如：根据油品加工装置为催化裂化装置，装置部件为调节阀，调节阀的功能为调节流速；根据加工对象的反应条件，生成用于控制调节阀的控制指令信息，该控制指令信息可以控制调节阀，使得催化裂化装置满足该反应条件(流速)，生成的运动轨迹信息为加工对象以该流速在催化裂化装置中进料反应的过程。
装置构建模块120，用于根据所述油品加工装置的种类，查询所述油品加工装置的模型数据库，获取所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型。
仿真演示模块130，用于在第一分屏中显示所述加工对象在油品加工装置中进行反应时该油品加工装置的动态运行画面。
操作控制模块110中的装置确定单元113，查询所述油品加工分子级规则数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类；
操作控制模块110中的规则确定单元114，查询所述油品加工分子级规则数据库，确定与所述油品加工装置的种类对应的油品分子级加工规则；
操作控制模块110中的路径生成单元115，按照所述油品分子级加工规则以及所述加工对象的反应条件，对所述加工对象的分子组成进行分子级加工处理，得到所述加工对象的分子级转化路径信息。
仿真演示模块130，在第二分屏中显示加工对象的分子级转化路径信息。
针对操作控制信息的采集，具体而言：
在一个实施例中，装置构建模块120，进一步用于：根据油品加工装置的三维数据，利用虚拟现实技术(VR，Virtual Reality)，构建所述油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块130展示所述三维模型。
操作控制模块110，包括：动作捕捉单元116。如图5所示，为根据本发明另一实施例的操作控制模块的结构图。
动作捕捉单元116，用于捕捉用户的操作动作，并将所述操作动作转化为操作控制信息。
例如：动作捕捉单元116捕捉到用户的操作动作，解析该操作动作对应的装置信息和操作对象，根据该装置信息和操作对象，生成操作控制信息。
在另一实施例中，操作控制模块110，包括：相互连接的操作控制台117和操作输入单元118。如图6所示，为根据本发明另一实施例的操作控制模块的结构图。
操作控制台117包括：多种操作部件。操作控制台117的每种所述操作部件对应一种所述油品加工装置的操作部件；操作输入单元118，用于接收操作控制台117上的每种操作部件的输入信息，并将所述输入信息转换为所述操作控制信息。
例如：在操作控制台117上设置开始按钮，该开始按钮对应催化裂化装置的开始按钮，用户按压该开始按钮，可以输入装置信息(催化裂化装置)和操作对象(开始按钮)，根据该装置信息和操作对象，生成操作控制信息。
针对目标分子追踪，具体而言：
所述系统，还包括：与所述仿真演示模块130连接的目标追踪模块140。如图7所示，为根据本发明另一实施例的基于分子管理技术的炼油装置仿真系统的结构图。
所述目标追踪模块140，用于采集目标分子的信息，控制所述仿真演示模块130在展示的原料分子级转化路径中标识出目标分子所在的位置。在原料分子级转化路径中标识出目标分子所在的位置，即是在包含所述目标分子的分离产物的分子组成、反应网络和/或调合油品的分子组成中，标识出所述目标分子的所在位置。进一步地，所述仿真演示模块130在展示的原料分子级转化路径中，以预设第一颜色标识出所述目标分子的所在位置。
所述目标追踪模块140，进一步用于：在装置确定单元113确定油品加工装置的类型包括分离装置，二次加工装置和油品调合装置之后，确定所述目标分子的反应路径，所述目标分子所属的分离产物和所述目标分子所属的调合油品；将所述目标分子的反应路径的最初反应物连接包含所述最初反应物的分离产物；将所述目标分子的反应路径的最终反应产物连接包含所述最终反应产物的调合油品；控制仿真演示模块130显示已连接的所述分离产物、所述反应路径和所述调合油品。所述仿真演示模块130，进一步用于在所述反应网络中，以预设第二颜色和/或第二粗度的线条显示所述目标分子的反应路径。
所述仿真演示模块130，进一步用于：在包含所述目标分子的反应网络中，显示所述目标分子的反应路径；其中，所述反应路径包括：在所述反应网络中，以所述目标分子为初始反应物的化学反应过程；和/或，以所述目标分子为中间产物和/或最终产物的化学反应过程。进一步地，所述仿真演示模块130，进一步用于在所述反应网络中，以预设第二颜色和/或第二粗度的线条显示所述目标分子的反应路径。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (22)
1.一种基于分子管理技术的炼油装置仿真系统，其特征在于，所述系统包括：相互连接的操作控制模块，可选择的装置构建模块和仿真演示模块；
所述操作控制模块，用于采集操作控制信息和/或原料加工信息；当采集操作控制信息时，所述操作控制模块还用于根据所述操作控制信息确定油品加工装置的种类并将所述油品加工装置的种类向所述装置构建模块发送，以及可选择地用于生成所述种类的油品加工装置的装置运行信息并将所述装置运行信息向所述仿真演示模块发送；当采集原料加工信息时，根据所述原料加工信息生成分子级转化路径信息并将所述分子级转化路径信息向所述仿真演示模块发送；
所述装置构建模块，用于根据所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块展示所述三维模型；
所述仿真演示模块，用于展示所述三维模型，和/或，根据所述分子级转化路径信息展示原料分子级转化路径；当所述仿真演示模块接收到所述种类的油品加工装置的装置运行信息时，所述仿真演示模块进一步用于根据所述装置运行信息展示所述三维模型的动态运行画面。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
油品加工装置的模型数据库以及油品加工分子级规则数据库；其中，
所述油品加工装置的模型数据库存储的数据，包括：油品加工装置的种类，各种油品加工装置的三维数据，每种所述油品加工装置的三维模型中的各种装置部件对应的功能的信息；
所述油品加工分子级规则数据库存储的数据，包括：油品加工装置的种类和油品分子级加工规则的对应关系的信息。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述操作控制信息，包括：装置信息；
所述操作控制模块，用于：查询所述油品加工装置的模型数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类，将所述油品加工装置的种类发送给所述装置构建模块；
所述装置构建模块，用于：根据所述油品加工装置的种类，查询所述油品加工装置的模型数据库，获取所述种类的油品加工装置的三维数据，构建所述种类的油品加工装置的三维模型。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述装置运行信息包括：三维模型的运动轨迹信息和/或控制指令信息。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述操作控制信息，包括：装置信息和操作对象；
所述操作控制模块，包括：相互连接的操作确定单元和轨迹生成单元；
所述操作确定单元，用于查询所述油品加工装置的模型数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类，确定所述操作对象在所述种类的油品加工装置的三维模型中对应的装置部件的功能；
所述轨迹生成单元，用于根据所述种类的油品加工装置以及所述装置部件对应的功能，生成所述油品加工装置的运动轨迹信息。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述操作控制信息，还包括：控制参数；
所述轨迹生成单元，还用于根据所述种类的油品加工装置，所述装置部件对应的功能和所述控制参数，生成用于控制所述装置部件的控制指令信息。
7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述原料加工信息，包括：装置信息和加工对象的分子组成；
所述操作控制模块，包括：相互连接的装置确定单元，规则确定单元和路径生成单元；
所述装置确定单元，用于查询所述油品加工分子级规则数据库，确定所述装置信息对应的油品加工装置的种类；
所述规则确定单元，用于查询所述油品加工分子级规则数据库，确定与所述油品加工装置的种类对应的油品分子级加工规则；
所述路径生成单元，用于按照所述油品分子级加工规则对所述加工对象的分子组成进行分子级加工处理，得到所述加工对象的分子级转化路径信息。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述油品加工装置的种类，包括：分离装置，二次加工装置和油品调合装置；其中，
所述分离装置，包括：常减压装置；
所述二次加工装置，包括：催化裂化装置，延迟焦化装置，渣油加氢装置，加氢裂化装置，柴油加氢改质装置，柴油加氢精制装置，汽油加氢精制装置，催化重整装置和烷基化装置。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
当所述油品加工装置为分离装置时，所述油品分子级加工规则，包括：各种分子对应的物性；
当所述油品加工装置为二次加工装置时，所述油品分子级加工规则，包括：所述二次加工装置对应的反应规则集；其中，每个二次加工装置对应一个反应规则集，每个反应规则集包括多个反应规则；
当所述油品加工装置为油品调合装置时，所述油品分子级加工规则，包括：多种牌号对应的调合配方信息。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述路径生成单元，进一步用于：
当所述油品加工装置为分离装置时，在所述分离装置对应的油品分子级加工规则中，根据所述加工对象的分子组成，查询所述分子组成中各种分子对应的物性；根据各种分子对应的物性，确定每种所述分子所属的分离产物，将每种所述分子和分离产物的对应关系作为所述分子级转化路径信息。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述路径生成单元，进一步用于：
当所述油品加工装置为二次加工装置时，在所述二次加工装置对应的油品分子级加工规则中，根据所述加工对象的分子组成，查询所述分子组成中各种分子对应的反应规则；根据各种分子对应的反应规则，确定每种所述分子的反应路径，生成所述加工对象对应的反应网络，并且确定所述二次加工装置输出的各种反应产物，将所述反应网络，和/或，每种所述分子和反应产物的对应关系作为所述分子级转化路径信息。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，
所述仿真演示模块，进一步用于展示所述分子组成对应的反应网络的三维立体结构。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述路径生成单元，进一步用于：
当所述油品加工装置为油品调合装置时，在所述油品调合装置对应的油品分子级加工规则中，查询待调合的牌号对应的调合配方信息，将所述加工对象按照所述调合配方信息调合出对应牌号的调合油品，将所述加工对象的分子组成和所述牌号的调合油品的对应关系作为所述加工对象的分子级转化路径信息。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述仿真演示模块，进一步用于：
显示所述分离产物的分子组成；和/或，
显示所述反应网络以及所述反应产物的分子组成；和/或，
显示所述调合油品的分子组成。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：与所述仿真演示模块连接的目标追踪模块；
所述目标追踪模块，用于采集目标分子的信息，控制所述仿真演示模块在展示的原料分子级转化路径中标识出目标分子所在的位置。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述仿真演示模块，进一步用于在展示的原料分子级转化路径中，以预设第一颜色标识出所述目标分子的所在位置。
17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述仿真演示模块，进一步用于：
在包含所述目标分子的反应网络中，显示所述目标分子的反应路径；
其中，所述反应路径包括：在所述反应网络中，以所述目标分子为初始反应物的化学反应过程；和/或，以所述目标分子为中间产物和/或最终产物的化学反应过程。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述仿真演示模块，进一步用于在所述反应网络中，以预设第二颜色和/或第二粗度的线条显示所述目标分子的反应路径。
19.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述目标追踪模块，进一步用于：
在所述装置确定单元确定油品加工装置的类型包括分离装置，二次加工装置和油品调合装置之后，确定所述目标分子的反应路径，所述目标分子所属的分离产物和所述目标分子所属的调合油品；
将所述目标分子的反应路径的最初反应物连接包含所述最初反应物的分离产物；
将所述目标分子的反应路径的最终反应产物连接包含所述最终反应产物的调合油品；
控制所述仿真演示模块显示已连接的所述分离产物、所述反应路径和所述调合油品。
20.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述装置构建模块，进一步用于：根据油品加工装置的三维数据，利用虚拟现实技术，构建所述油品加工装置的三维模型，并控制所述仿真演示模块展示所述三维模型。
21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述操作控制模块，包括：动作捕捉单元；
所述动作捕捉单元，用于捕捉用户的操作动作，并将所述操作动作转化为操作控制信息。
22.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述操作控制模块，包括：相互连接的操作控制台和操作输入单元；
所述操作控制台包括：多种操作部件，所述操作控制台的每种所述操作部件对应一种所述油品加工装置的操作部件；
所述操作输入单元，用于接收所述操作控制台上的每种操作部件的输入信息，并将所述输入信息转换为所述操作控制信息。
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