【干货】全球炼化领域优化技术现状及发展趋势

（3）关键技术研究及应用现状

①用能评价方法

目前，获得国外炼化企业和石油公司普遍认可的主要炼油能耗评价指标为所罗门公司提出的能源密度指数（EII）和KBC公司的最佳实践指数（BestTechnology,BT）。此外，Shell公司也有其内部专用的能耗评价指标CEL（CorrectEnergyLoss），但在进行能耗基准对比时仍需结合所罗门的EII指数。其中，EII指标由炼厂实际总能耗、装置利用能力、装置的能耗指标和界区外系统能耗等主要因素确定，能够反映炼厂装置条件、进料水平、操作条件和产品质量对能耗的影响，是考虑了炼厂复杂程度后的综合能耗指标，主要用于不同企业之间的横向竞争力对比。KBC公司的BT指数主要在纵向比较企业现有能耗与其最佳水平之间差距的基础上进行企业间排名，该指标能够较为合理的反映原料、工艺和设备对能耗水平的影响，并能指出炼化企业装置及全厂用能的薄弱环节，为企业有针对性的开展能量系统优化指明方向。由于上述指标比较客观且易于寻找节能潜力和指导节能工作，因此，在国外炼化企业开展能量系统优化分析时得到了较为广泛的应用。但是，由于用能评价方法的具体研究内容是上述公司的核心技术之一，因此具体研究内容不对外公布和转让。

国内炼油企业普遍采用的是美国阿莫科公司上世纪80年代提出的炼油综合能耗和单因耗能指标，化工业务则一直采用化工产品综合能耗指标。2005年，中国石化在原有炼油能耗计算标准的基础上进行了修订，主要是根据目前炼油装置生产工艺的变化情况对各炼油装置的能量系数进行调整。2006年，中国石油对乙烯产品综合能耗计算标准进行了修订，修改了计算范围，增加了双烯能耗等指标。上述能耗评价指标的优点是简化了能耗概念，易于各装置间的能耗对比，也易于进行炼厂间的能耗对比，但只能用于企业全厂和装置的整体用能水平分析，无法反映原料、工艺、设备等对装置能耗的影响程度，特别是不能进行装置内用能系统和用能设备关键指标的对比，不能直接用于寻找装置和系统关键环节的节能潜力。

②炼化工艺流程模拟优化技术及软件

炼化过程模拟采用的方法主要包括三类：序贯模块法、联立方程法和联立模块法。其中，序贯模块法是逐个单元模块依次序贯计算求解系统模型的一种方法，由于建模直观、易于理解，目前多数应用广泛的炼化全流程模拟软件都基于该方法开发。炼化过程的优化方法则主要包括数学规划法、人工智能法和夹点分析法（主要用于换热网络优化）。

以下综述的模拟优化软件产品主要基于上述模拟和优化方法。

Petro-SIM是一个全功能图形化过程模拟器，该模拟器将业界领先的KBCProfimatics技术和业已证明的炼厂严格过程模型结合起来，基于HYSYS.Refinery界面而开发。Petro-SIM能够建立典型的“桌面炼油厂”，还提供了一套较完整的炼油生产装置反应模型，包括催化裂化装置、催化重整装置、加氢裂化装置、加氢精制（含石脑油加氢、柴油加氢、蜡油加氢和渣油加氢脱硫）、延迟焦化、芳烃歧化、异构化等。该软件已应用于全球120多家炼化企业，在生产计划优化、PIP和能量系统优化方面取得很好的效果。

AspenRefSYS是Aspen公司以成熟的通用流程模拟系统HYSYS为平台，并融合了Aspen和世界著名炼油技术公司UOP的各种炼油反应模型（包括催化裂化、催化重整、加氢裂化和加氢精制）而建立的适用于炼厂全流程模拟的优秀软件，能够帮助炼厂改进操作方法，更准确地对全厂效益进行预测。目前，全球排名前25个的石油公司中有23个使用该产品。

AspenPlus是Aspen公司的化工稳态流程模拟工具，能够解决连续过程的稳态质量和能量平衡，拥有完备的数据库，产品线较长、集成能力很强，是唯一将序贯模块SM和联立方程EO两种算法同时包含在一个工具中的模拟软件，除组分、物性和状态方程外，还包括丰富的单元操作模块，具有强大的模型、流程分析功能。

Invensys公司的PRO/II产品是通用化工稳态流程模拟软件，最早起源于1967年SimSci公司开发的世界上第一个炼油蒸馏模拟器SP05。1973年，SimSci推出基于流程图的模拟器，1979年推出基于PC机的流程模拟软件Process（即PRO/II的前身）。PRO/II拥有完善的物性数据库、强大的热力学物性计算系统以及40多种单元操作模块，可用于流程的稳态模拟、物性计算、设备设计、费用估算／经济评价、环保评测以及其它计算。

ROMeo是Invensys公司与Shell公司联合开发的新一代具有开放式应用架构的在线优化系统，结合了Invensys公司在热力学和单元过程等方面的优势以及Shell公司在数学建模和优化算法方面的领先技术，是一套基于严格机理、面向方程求解的在线模拟优化系统，能够为炼油过程的模拟与优化提供全面的软件解决方案。ROMeo已成为ExxonMobil公司进行工艺过程在线优化的标准软件产品。

Unisim是Honeywell公司于2005年在HYSYS及UOP技术的基础上推出的新一代的流程模拟软件，将设计、模拟、在线优化及操作员培训系统集成在同一个产品环境下，增加及强化了换热网络优化、流程过程合成等技术。