常压塔的稳态模拟和操作优化

作为炼油加工的第一个工艺装置,原油蒸馏装置的操作优化非常重要。原油蒸馏装置传统的操作优化往往只具备单一的优化目标,随着技术的发展,传统的操作优化已经不能满足现有的需求,在此背景下出现了多目标优化研究。为实现炼油工业中常压塔装置操作条件的多目标优化,采用流程模拟软件Aspen Plus搭建常压塔装置的稳态模型,并引入跳跃基因算子和自适应机制的NSGA-Ⅱ算法来求解利润-能耗多目标优化问题,获得一组Pareto最优解,该组Pareto最优解具有良好的延伸和分布。仿真结果表明,在满足产品质量和产品馏出率的约束条件下,常压塔的全塔利润还可以提高,为常压塔的多目标操作优化提供了一种新的思路。     

凝析气田天然气处理工艺模拟与优化

根据凝析气田天然气处理装置的工艺现状,运用工程模拟软件建立工艺流程计算模型及"映射模型"。按照最优化技术原理,对凝析气田天然气处理工艺流程建立以提高收益降低能耗为目标的工艺参数优化模型,通过优化模型的计算求解得到最优的工艺操作参数。     

常减压蒸馏装置增产常一线油的流程模拟及操作优化

中国石化洛阳分公司常减压蒸馏装置常压塔改造后一次轻油收率有所提高,生产调整上以效益为导向,围绕增加喷气燃料的产量开展优化工作。利用PETRO-SIM流程模拟软件建立装置模型,对常一线油进行离线操作优化。模拟结果表明,常压塔塔顶石脑油终馏点对常一线油的产量和性质影响较大,实际操作中通过常压塔塔底注汽、常二线汽提蒸汽、常二线油流量和常压塔塔顶石脑油终馏点的调节,实现了增产常一线油的优化目标。同时在优化过程中,发现常压塔高温位热源利用率低、喷气燃料加氢装置喷气燃料分馏塔石脑油组分少的问题,提出了解决措施。     

人工智能模型与先进流程工业大数据降维双模型联合的智能优化技术

对人工智能(AI)模型技术和先进流程工业大数据降维技术进行了介绍和对比,提出了AI模型与先进流程工业大数据降维双模型联合的智能优化技术.该双模型联合的智能优化技术,弥补了AI模型使用复杂、模型维护难的缺点,加强了装置操作人员对智能优化的干预,起到了开环实时优化的效果,联合先进控制系统可实现闭环实时优化,可应用于芳烃、乙...     

对话型多目标线性规划：炼油厂三目标优化排产计算

本文提出了多目标线性规划的一种对话型解法,建立了炼油厂产值大、能耗低、操作弹性大的三目标优化排产模型.并用本法(ICOM法)进行优化计算.计算表明,本法具有迭代次数少,对松弛变量的数值要求低,提供的信息量多等优点.     

节能环保型甲醇精馏装置的流程模拟与优化

以某厂100万t/a双效节能型甲醇精馏装置为研究对象,采用流程模拟软件Aspen Plus进行流程模拟,模拟结果与实际值吻合良好。在此基础上,分别对预精馏塔、加压塔、常压塔和回收塔的工艺参数进行优化,优化后的工艺参数为预精馏塔萃取水流量为9200kg/h(占粗甲醇进料的7.3%),加压塔操作压力为800kPa,常压塔侧线采出位置为第61块板(从塔顶往下数),回收塔质量回流比为6.9。此外,对流程进行了适当优化,增加预精馏塔尾气水洗装置,进一步回收尾气中残余甲醇,达到节能环保要求。通过工艺参数优化和流程优化,产品中甲醇质量分数达到99.9%,乙醇质量分数低于10×10~(-6),甲醇回收率提高1.0%,甲醇精馏装置总能耗降低11.1%。     

基于Petro-SIM的常减压流程模拟和参数优化

利用流程模拟软件对常减压装置进行工艺流程模拟和操作参数优化对于指导生产具有重要意义。以金陵石化公司所加工的原油为基础,通过原油数据校正选择合适的原油数据,结合现场工艺数据,基于Petro-SIM进行初馏塔和常压塔的模拟计算。同时,通过对部分操作参数进行优化,在保证侧线产品质量的前提下,有效地改善了常二线和常三线的分离精度,提高了常二线轻柴油的收率和常压塔的整体收率。     

采用双效变压精馏工艺分离甲苯-正丁醇的模拟

采用双效变压精馏工艺流程分离甲苯-正丁醇物系。利用Aspen Plus化工模拟软件,以分离过程能耗最低为目标函数、甲苯和正丁醇纯度为约束变量,对双效变压精馏工艺流程进行了优化计算。模拟结果表明,采用负压和常压双效变压精馏工艺可以实现甲苯-正丁醇物系的高纯度分离,即负压塔的优化操作参数为:塔压20.0 kPa、理论塔板数26块、进料板为第12块塔板、回流比1.1;常压塔的优化操作参数为:塔压102.0 kPa、理论塔板数32块、进料板为第14块塔板、回流比3.2。计算结果表明,与两塔采用外界蒸汽供热的方式相比,采用常压塔塔顶汽相潜热为负压塔塔底再沸器供热可节能约42.3%。     

原油储存温度的优化

分别研究了原油储存温度对原油输送功率,罐区加热、维温、散热负荷,以及蒸馏装置冷、热公用工程消耗的影响;结合环境温度变化,建立了相关的能耗和能耗费用计算方程,并以此为基础提出了以总能耗或总能耗费用最小为目标函数的优化原油储存温度计算方法.实例应用表明该方法应用于实际操作,可较大幅度地降低原油罐区和蒸馏装置的相关能耗.     

天然气处理装置的模拟与优化

油田伴生气的处理多采用深冷回收工艺,主要的能耗集中在站内的压缩机和机泵上,这些能耗的大小与压缩机出口压力是密切相关的.本文针对天然气处理工艺进行模拟,通过对压缩机出口压力与全站能耗的关联,优化出能耗低、装置综合效益高的最佳操作点,大大降低装置的能耗水平,提高装置的经济效益.     

Power optimization of gas pipelines via an improved particle swarm optimization algorithm

In past decades dynamic programming, genetic algorithms, ant colony optimization algorithms and some gradient algorithms have been applied to power optimization of gas pipelines. In this paper a power optimization model for gas pipelines is developed and an improved particle swarm optimization algorithm is applied. Based on the testing of the parameters involved in the algorithm which need to be defined artifucially, the values of these parameters have been recommended which can make the algorithm reach efficiently the approximate optimum solution with required accuracy. Some examples have shown that the relative error of the particle swarm optimization over ant colony optimization and dynamic programming is less than 1% and the computation time is much less than that of ant colony optimization and dynamic programming.     

钻井工程设计优化与应用

为适应油田勘探开发要求,按照钻井工程设计优化原则,在借鉴国内外一些成功经验的基础上,提出了应用不同钻井条件的套管、钻头尺寸组合优化设计方案,并根据油气井类型、地层特点和储层性质,开展了钻井液优化设计和固井完井优化设计研究,同时将部分钻井新技术应用于油田勘探开发,取得了良好的应用效果。     

Efficient global optimization for hydraulic fracturing treatment design

This paper presents a methodology for the optimal hydraulic fracture treatment design. The methodology includes the construction of a “fast surrogate” of an objective function whose evaluation involves the execution of a time-consuming computational model, based on neural networks, DACE modeling, and adaptive sampling. Using adaptive sampling, promising areas are searched considering the information provided by the surrogate model and the expected value of the errors.The proposed methodology provides a global optimization method, hence avoiding the potential problem of convergence to a local minimum in the objective function exhibited by the commonly Gauss–Newton methods. Furthermore, it exhibits an affordable computational cost, is amenable to parallel processing, and is expected to outperform other general purpose global optimization methods such as simulated annealing and genetic algorithms.The methodology is evaluated using two case studies corresponding to formations differing in rock and fluid properties, and geometry parameters. From the results, it is concluded that the methodology can be used effectively and efficiently for the optimal design of hydraulic fracture treatments.     

降液管结构优化进展

比较了弓形、半环形和径向形降液管对塔板效率的影响 ,介绍了板式塔中新型降液管的主要形式、结构及优缺点。针对当前板式塔降液管研究的进展情况 ,提出了一些关于降液管研究方向的看法。     

游梁式异相型抽油机的多目标优化设计

通过评价单目标函数各自特点，提出了以多目标来优化抽油机的几何参数，并运用了单目标自动寻优与多目标综合判优的策略。建立数学模型时优选了约束条件，消除了不起作用的约束，使运算速度加快，经过对ＣＹＨ１２－４．８－７３ＨＢ型抽油机的计算，优选出一组最优设计方案，与现有同类型抽油机相比，最大扭矩因数和最大悬点加速度均减小，整机重量减轻。     

基于改进粒子群算法的蒸汽驱注采方案优化

针对蒸汽驱注采方案优化问题,以累积油汽比为优化目标,建立了以注汽速率、蒸汽干度和注汽压力等为约束条件的蒸汽驱注采方案优化数学模型,采用改进粒子群算法对该模型进行了求解,并优化了蒸汽驱的主要注采参数。改进粒子群算法以进化停滞步数为依据,对个体历史最优值和邻域内粒子的最优值实施随机扰动,并且只接受使个体适应度增加的随机扰动操作,使记忆中的最优粒子跳出局部最优解,保证了种群的多样性,提高了算法的精度和稳定性。实例计算证明,该优化模型计算结果准确,优化算法有效。通过该优化方法可快捷准确地进行蒸汽驱动态优化和方案调整,以便于指导蒸汽驱高效运行。     

油藏开发生产鲁棒优化方法

将油藏模型系统的不确定性考虑到优化设计中,建立了油藏生产鲁棒优化控制模型。针对伴随法求解模型梯度过于复杂的局限性,提出了两种基于随机扰动近似法(SPSA)的梯度的计算方法,然后利用对数变换和投影梯度法将所得梯度投影到可行方向上进行迭代求解,最终获得满足生产约束条件的最优控制方案。计算实例表明,其取得了与伴随法相一致的优化结果,且最终控制方案能够有效地改善油田开发效果,降低生产的风险性。该方法实现过程简单,能够和各种油藏模拟器相结合,为解决实际油藏的生产优化问题提供了新思路。     

Dynamic optimization of the mashing process

This work aims to demonstrate the applicability of dynamic optimization to improve the time-temperature schedule of a brewery mashing process, based on kinetic models available in the literature. The mashing process consists in the enzymatic degradation of the polysaccharides present in the malt. This is a fundamental step within the brewery activity since the composition of the mashing wort determines the quality of the final product. The main reactions that take place in the mashing are the degradation of starch, β-glucans and arabinoxylans into small chain fermentable and non-fermentable carbohydrates. The manipulation of the temperature profile of the batch reactor is the main mechanism to control the extent of the ongoing reactions. Since high temperatures favor the production of fermentable matter but also increases the concentration of undesirable species in the wort, the choice of an adequate temperature profile is not obvious. Dynamic optimization studies with a complete mashing model demonstrate that profiles of “temperature averages” of about 51 °C are preferred over typical industrial mashings of 64 °C to optimize the operation.     

基于混合粒子群算法的煤层气井位优化方法

井位的部署直接关系到煤层气开发的采气速度及经济效益。基于粒子群算法的劣势和模拟退火算法的优势,提出了一种混合粒子群算法,其以净现值为目标函数,单井控制面积和井位为变量,结合油藏数值模拟方法,优选出净现值最大的单井控制面积和井位,并利用matlab编程来实现。结果显示,基于混合粒子群算法的井位优化方法能够快速确定最优井位,计算量较穷举法大幅度降低;沁水盆地煤层气田的最优单井控制面积为0.2 km²;对于最优单井控制面积,混合粒子群算法得到的最优净现值比常规矩形井网的净现值增加12.55%;最优井位分布与含气量、渗透率密切相关,其中渗透率的影响尤为重要,最优井位是含气量与渗透率的最优组合。该研究成果为煤层气开发井位优化提供了新方法。     

一种用于海外项目投资优化组合的混合优化方法

在海外复杂合同模式及经营环境多变的情况下,针对如何实现产量、投资、效益、风险等多个目标优化配置的目标,文中确定了海外项目多目标投资组合优化的基本思路,表征了海外不同合同模式涉及的复杂商业规则和约束条件,建立了考虑时间维度及风险因子的多目标优化数学模型。通过将不同的优化算法进行结合,提出了一种求解多目标优化模型的混合优化方法。该方法先通过排队过滤生成满足目标和约束条件的投资组合解;然后以该解的特征参数作为约束条件进行线性优化,求出投资组合局部最优解;最后以该最优解作为初始投资组合通过遗传算法求解得到一系列投资组合可行解。利用该方法对海外重点地区项目开展了多目标投资组合优化,提出了不同情景下的优化方案和经营策略。