PIMS中高級(jí)培訓(xùn)-(1)Delta Base結(jié)構(gòu)

PIMS中高級(jí)培訓(xùn)教材（1）

--Delta-Base模型結(jié)構(gòu)

2培訓(xùn)內(nèi)容及目標(biāo)培訓(xùn)內(nèi)容

1.DeltaBase結(jié)構(gòu)目的

2.使大家掌握建立DeltaBase機(jī)理和構(gòu)建的

方法。3培訓(xùn)內(nèi)容1.裝置子模型以及發(fā)展趨勢(shì)2.計(jì)劃優(yōu)化模型與裝置子模型的集成3.Delta數(shù)據(jù)的計(jì)算示例4.DeltaBase模型的結(jié)構(gòu)5.數(shù)據(jù)的收集和處理方法6.數(shù)據(jù)的校核和驗(yàn)證41.裝置子模型以及發(fā)展趨勢(shì)裝置（模擬或仿真）子模型：裝置的真實(shí)描述，包括：裝置的工藝特點(diǎn)（結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)和主要參數(shù)）進(jìn)料（組成、數(shù)量和性質(zhì)）產(chǎn)品（分布和性質(zhì)）操作條件其它：催化劑、化學(xué)劑、能耗等裝置子模型的種類：收率模型關(guān)聯(lián)模型（經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停┌虢?jīng)驗(yàn)半機(jī)理模型機(jī)理模型（基于過程的物理、化學(xué)過程反應(yīng)機(jī)理：物料平衡、熱量平衡、熱力學(xué)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等。）51.裝置子模型以及發(fā)展趨勢(shì)計(jì)劃優(yōu)化模型———線性模型，全局的整體優(yōu)化裝置模擬模型———非線性模型，單個(gè)裝置的局部?jī)?yōu)化全流程模擬優(yōu)化模型———整個(gè)流程的模擬模型———目前還不成熟，一些技術(shù)問題有待解決全流程模擬模型雖然也能進(jìn)行全局優(yōu)化，但是不能全部涵蓋LP模型所涉及的范圍，例如：LP模型可包含油品調(diào)合、原油及原料的購買和運(yùn)輸、產(chǎn)品的銷售和運(yùn)輸以及有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型等。計(jì)劃優(yōu)化模型與裝置模擬模型的特點(diǎn)61.裝置子模型以及發(fā)展趨勢(shì)兩類模型結(jié)合（集成）--LP模型及模擬模型的發(fā)展方向，將整體優(yōu)化和局部?jī)?yōu)化結(jié)合于一體

如何集成？有如下6種方法72.計(jì)劃優(yōu)化模型與裝置子模型的集成2.1非線性聯(lián)立方程組法2.2LP模型+全流程模擬優(yōu)化2.3LP模型+裝置模擬模型2.4多方案法（虛擬方案法）2.5簡(jiǎn)單方法（只給出收率和性質(zhì)數(shù)據(jù)）2.6Delta-base方法82.計(jì)劃優(yōu)化模型與裝置子模型的集成2.1大規(guī)模非線性聯(lián)立方程組：

max

objfn=f（x，y，……）——目標(biāo)函數(shù)

cdu-g（x，y，……）

fcc-h（x，y，……）

ref-i（x，y，……）約束條件

……blend-t（x，y，……）

計(jì)劃優(yōu)化的LP模型+裝置模擬優(yōu)化的動(dòng)力學(xué)模型+流程優(yōu)化模型

S．T．92.計(jì)劃優(yōu)化模型與裝置子模型的集成2.2LP模型+全流程模擬優(yōu)化初始化LP全流程模擬優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù)滿足要求否？修改傳遞參數(shù)輸出YN煉油過程全流程模擬優(yōu)化或化工過程全流程模擬優(yōu)化102.計(jì)劃優(yōu)化模型與煉油裝置子模型的集成2.3LP模型+煉油裝置模擬模型初始化LPCDUFCCUREFHCHT關(guān)鍵參數(shù)滿足要求否？結(jié)束修正參數(shù)NY11計(jì)劃優(yōu)化模型與SPYRO模型SPYROSPYRO輸出表屏幕數(shù)據(jù)輸出表SPYRO輸入表屏幕數(shù)據(jù)輸出表PIMS遞歸矩陣生成LP優(yōu)化程序PIMS遞歸正常遞歸Modify.datSI遞歸Modify.datPRIMAL.LST正常SIExcelKTIGEOM.DATSSRT-OUT.TXTMPSPROB.MPS122.計(jì)劃優(yōu)化模型與裝置子模型的集成2.4多方案方法

考慮幾個(gè)主要的操作條件或原料性質(zhì)的變化對(duì)產(chǎn)率的影響，設(shè)為幾個(gè)方案（即虛擬裝置）。Delta-base結(jié)構(gòu)去掉delta部分就變成多方案方法。2.5簡(jiǎn)單方法

僅考慮收率和性質(zhì)。

132.計(jì)劃優(yōu)化模型與裝置子模型的集成2.6Delta-base方法：描述裝置產(chǎn)率和性質(zhì)隨進(jìn)料性質(zhì)變化而變化的一種非線關(guān)系處理方法當(dāng)裝置的某個(gè)原料性質(zhì)變化時(shí)，裝置的產(chǎn)率變化曲線可近似地看作由一些折線段組成，在每個(gè)折線段，產(chǎn)率的變化是線性的。將折線段的某點(diǎn)的對(duì)應(yīng)值（原料性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的收率）作為base，并將該原料性質(zhì)的單位變化引起的產(chǎn)率變化值（斜率）作為delta，就構(gòu)成Delta-base結(jié)構(gòu)模型。LP優(yōu)化時(shí)，自動(dòng)選擇段（base和delta），根據(jù)優(yōu)化的原料性質(zhì)值，計(jì)算對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品產(chǎn)率、產(chǎn)量和性質(zhì)。

這是在前幾種方法還不成熟時(shí)最有效的方法。收集Delta-base結(jié)構(gòu)模型需要的數(shù)據(jù)有兩種方法：機(jī)理模型數(shù)據(jù)回歸不管用哪種方法，都要企業(yè)提供大量而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

143.Delta數(shù)據(jù)的計(jì)算示例一些二次加工裝置的收率和性質(zhì)是進(jìn)料的質(zhì)量的函數(shù)，DeltaBase模型（DBM）是一種用于從原料性質(zhì)預(yù)測(cè)這些二次加工裝置和他們的產(chǎn)品的收率或性質(zhì)的線性規(guī)劃技術(shù)。 煉化企業(yè)的LP模型，大多數(shù)裝置的進(jìn)料是混合料，進(jìn)料的組成是在優(yōu)化過中決定的。因此，一個(gè)裝置的進(jìn)料的性質(zhì)也多是未知的，DBM和分布遞歸（DR）技術(shù)結(jié)合使用是特別有效的。 實(shí)施DBM時(shí)，進(jìn)料性質(zhì)的選取很重要，要選取易于測(cè)量（易于得到）又可較為精確地預(yù)測(cè)產(chǎn)品收率和性質(zhì)的那些進(jìn)料性質(zhì)。下面以重整裝置為例進(jìn)行說明。153.Delta數(shù)據(jù)的計(jì)算示例例:重整進(jìn)料性質(zhì),N+2ALOWN+2AMEDN+2AHIGHN+2A原料AAABBBCCCN＋2A355065氫氣-0.024-0.025-0.026液化氣-0.176-0.130-0.08495RON重整進(jìn)料-0.800-0.845-0.890進(jìn)料性質(zhì)的變化對(duì)側(cè)線產(chǎn)品的收率影響16

3.Delta數(shù)據(jù)的計(jì)算示例abscissarise進(jìn)料性質(zhì)對(duì)側(cè)線收率的影響圖173.Delta數(shù)據(jù)的計(jì)算示例0.90.70.50.30.13035404550556065R95LPGH2L0.8000.8450.8900.1760.1310.0860.0240.0250.026BaseDeltaN+2AYieldN+2AYieldH2L500.02550.0003LPG500.1315-0.0150R95500.84550.0150進(jìn)料性質(zhì)：N+2A183.Delta數(shù)據(jù)的計(jì)算示例收率的Delta系數(shù)194.Delta-base模型的結(jié)構(gòu)Placeholder204.Delta-base模型的結(jié)構(gòu)成對(duì)的“E”行Exxxyyy進(jìn)料變量和基礎(chǔ)收率平衡Eqqqyyy性質(zhì)平衡xxx和yyy由用戶定義避免進(jìn)料變量名為yyyDelta變量必須設(shè)置成自由變量在表Sxxx中設(shè)置在表BOUNDS中設(shè)置側(cè)線收率BASE列

注意：PIMS規(guī)定產(chǎn)出的收率為負(fù)號(hào)Delta變量列原料變量列變量代碼不要與性質(zhì)平衡行的后三個(gè)字母相同三類行三類列214.Delta-Base模型的結(jié)構(gòu)設(shè)置Delta向量的兩種方法224.Delta-Base模型的結(jié)構(gòu)VBM與DBMVectorBaseDeltaBase產(chǎn)品產(chǎn)量不受進(jìn)料性質(zhì)的影響受進(jìn)料性質(zhì)影響=Feedvector*Yieldcoefficient=Feedvector*BaseYield+DeltaVector*deltayieldcoef.234.Delta-Base模型的結(jié)構(gòu)

LOWN+2A

MEDN+2A

HIGHN+2A

CRUDETYPE

A

B

C

NPLUS2A

35

50

65

HYDROGEN

-0.024

-0.025

-0.026

LPG

-0.176

-0.130

-0.084

95RReformate

-0.800

-0.845

-0.890

*TABLESREF

REFORMER

TEXT

R95

N2A

RFF

VBALRFF

REFMRFEED

+1

VBALHYD

HYDROGEN

-0.025

VBALLPG

LPG

-0.130

+0.003

VBALR95

95RReformate

-0.845

-0.003

*

ECHGREF

FEEDBALANCE

+1

-1

EN2AREF

NPLUS2A

+50.0

+1.0

-999.0

進(jìn)料性質(zhì)的變化－(Delta-Base模型)244.Delta-Base模型的結(jié)構(gòu)H2S收率0.51.01.52.02.53.0

進(jìn)料中的硫含量Wt%0.0016.0033.0050.0067.0101進(jìn)料中的硫每變化0.5Wt%，H2S將變化0.0017。煤油加氫的DB模型25

4.Delta-Base模型的結(jié)構(gòu)催化裂化汽油收率與進(jìn)料的硫含量的關(guān)系假定進(jìn)料中的AFC是常數(shù)15.4.531.5284.5269.5259.5238催化汽油收率YieldWt%0.50.81.01.52.02.53.0進(jìn)料中的硫含量Wt%1.0

.0021264.Delta-based模型結(jié)構(gòu)(例)*TABLESC1P*催化進(jìn)料匯流TEXTAR1VR1LV1HV1VV1C1FWBALAR1常渣1

WBALVR1減渣1

WBALLV1減一線1

WBALHV1減二線（輕蠟油）1

WBALVV1減三線（重蠟油）1

WBALC1F催化進(jìn)料-1-1-1-1-1

RBALC1F遞歸平衡-1-1-1-1-11RSPGC1F密度遞歸-999-999-999-999-999999RSULC1F硫含量遞歸-999-999-999-999-999999RCONC1F殘?zhí)亢窟f歸-999-999-999-999-999999RMETC1F金屬含量遞歸-999-999-999-999-999999RKFCC1FK值遞歸-999-999-999-999-999999274.Delta-based模型結(jié)構(gòu)(例)*TABLESFC1TEXTBA1KF1CO1SU1ME1CC1*汽油方案K值殘?zhí)剂蚝拷饘?/p>

FREE1111

WBALC1F催化進(jìn)料1WBALH2S酸性氣-0.00130.00000.0000-0.00040.0000

WBALC1G催化干氣-0.03590.00050.00140.00040.0003

WBALC1L催化液化氣-0.21800.00150.00450.00000.0011

WBALC1N催化汽油-0.40300.00450.00910.00000.0035

WBALC1D催化柴油-0.1995-0.0025-0.00400.0000-0.0023

WBALC1S催化油漿-0.0495-0.0035-0.00500.0000-0.0022

WBALC1K催化燒焦-0.0891-0.0005-0.00600.0000-0.0004

WBALLOS損失-0.00370.00000.00000.00000.0000

*物料平衡檢查-1.00000.00000.00000.00000.0000

ECHGDC1物料平衡1

-1EKFCDC1特性因數(shù)12.150.2

-999ECONDC1殘?zhí)?，W%2

1

-999ESULDC1硫含量，W%0.56

0.1

-999EMETDC1金屬含量，ppm5

0.5-999285.DeltaBase數(shù)據(jù)的收集和處理Delta-base數(shù)據(jù)來源機(jī)理模型計(jì)算相應(yīng)的delta數(shù)據(jù)根據(jù)裝置標(biāo)定數(shù)據(jù)標(biāo)定機(jī)理模型計(jì)算相應(yīng)加工方案下的delta數(shù)據(jù)裝置數(shù)據(jù)回歸295.DeltaBase數(shù)據(jù)的收集和處理DeltaBase模型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的開發(fā)：

機(jī)理模型的典型應(yīng)用流程圖煉油工藝機(jī)理模型應(yīng)用流程中加入一些模型校正因子是為了擴(kuò)大模型的應(yīng)用范圍，該校正因子可以通過該裝置的一套或多套標(biāo)定數(shù)據(jù)的擬合得到。305.DeltaBase數(shù)據(jù)的收集和處理利用機(jī)理模型得到Delta-Base數(shù)據(jù)的步驟如下首先利用裝置的標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行模型校正結(jié)合模擬計(jì)算的結(jié)果和生