1、精選優質文檔-傾情為你奉上 本文由百有任何貢獻 pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 主題八：過程先進控制、優化技術研究及應用 中國石化原油評價數據庫系統建設與應用 田健輝，鄭曉軍，朱淼 （石化盈科信息技術有限責任公司 北京 ） 摘 要：中國石化原油評價數據庫系統是具有中國石化自主知識產權、符合中國石化應用特色的專業行業 軟件，該系統自 2004 年初建設，與 2005 年底建成投用，目前入庫原油 126 種，包含三大模塊、七個子模 塊、二十四項功能，在中國石化供應鏈優化項目中經受住了用戶檢驗，取得了良好的應用效果。 關鍵字：中國石化，原油評價數

2、據庫，數據管理，應用軟件 0 引言 原油是石油煉制企業最基礎、最核心、最根本的生產資料，在原油加工過程中，原油 采購成本占加工總成本的 80%以上。自上世紀 90 年代中期，我國成為原油凈進口國后，進 口的原油品種和數量逐年上升，如中國石化 2005 年進口原油 1.05 億萬噸，累計進口油種 100 多種，而這個數據今后還將會繼續攀升。面對如此復雜的原油資源結構，煉油企業在選 擇油種、制定加工方案時，再用過去那種憑經驗、拍腦袋的方法已經不能適用，必須要用科 學便捷的原油評價數據庫軟件提供準確、詳盡的原油評價數據，為決策提供數據支撐。 特別是自 2001 年中國石化全面啟動了供應鏈優化項目后，

3、中國石化對原油評價數據庫 軟件的需求日益增強。目前，中國石化已經在總部、事業部和企業三個層面全面開展了供應 鏈優化的實施和應用，涉及的業務包括原油選購、原油運輸、生產加工和產品配送等環節。 這些模型在中國石化總部及企業的相關業務工作中起到重要作用， 為生產經營決策提供量化 的數據支撐。這些借助現代技術開發建設的數學模型，在其基本構成單位的數據中，原油評 價數據是最基本、 最重要的數據之一， 原油評價數據的準確性， 直接影響到模型計算的結果， 影響生產經營決策的方向。 國外發達國家的石化企業很早之前就遇到了以上類似問題，所以一直以來對原油評價 數據庫軟件的開發工作都很重視， 目前國際上比較著名的

4、原油評價數據庫包括 Chevron 原油 數據庫、BP 原油數據庫、Philips 原油數據庫，比較著名的原油數據管理及應用工具有 Haverly 公司的 H/CAMS 和 KBC 公司的 CAMS 軟件。國內煉油企業也曾引進過國外的原油數據 庫軟件， 由于我們國家的煉油工藝以及可選的原油資源與這些國家存在一定的差異， 所以這 些軟件并不能完全滿足國內煉油企業的需求。我國從 90 年代后期，也曾開發了一些原油數 據庫軟件，但沒有得到很好的應用。 中國石化考慮到一體化管理的問題，考慮到企業和總部在生產經營決策時基準數據的 一致性，考慮到節省投資，減少不同企業對同一原油進行重復評價造成資金的浪費，

5、同時也 考慮到和中國石化的生產經營特色相結合，為此，2004 年中國石化總公司決定整合中石化 內部的技術力量， 開發一套具有自主知識產權的、 具有中國石化特色的原油評價數據庫系統。 1 中國石化原油評價數據庫系統的主要模塊 為了實現原油評價數據庫在中國石化總部和 30 多家煉化企業的共享， 實現原油評價數 443 主題八：過程先進控制、優化技術研究及應用 據的統一管理，中國石化原油評價數據庫系統是一個網絡版的系統，軟件架構如下圖： 圖1 中國石化原油評價數據庫系統軟件架構圖 中國石化原油評價數據庫系統分三個層次， 相互支撐的關系依次為： 數據庫管理 數 據庫 應用程序。 其中數據庫管理用于對原

6、油評價數據的管理， 數據庫用于存放原油評價 數據以及用戶信息，應用程序是基于原油數據的應用工具，如原油切割、原油混煉、切割校 正、數據接口等。 1.1 數據庫管理 數據庫管理包括數據維護、數據修正、數據查詢三個模塊。 數據維護模塊包含的功能有：添加原油信息、編輯實驗數據、數據處理。添加原油信 息及編輯實驗數據功能是系統與原油評價實驗數據的接口， 而數據處理是通過圖形工具及標 準化算法， 將實驗數據擬合成可以供后續原油切割模塊計算的物性曲線。 物性曲線將以數據 記錄的形式存放入標準原油評價數據庫。 原油物性并非是穩態的。即使是同一種原油，受運輸途損、采油批次的影響，物性也 可能存在差異。 這就意

7、味著企業所加工的油種可能會與數據庫中對應的標準原油數據存在差 異。但作為普通用戶是沒有權限對標準數據進行修改的，為了解決這個問題，系統增設了數 據修正模塊。 數據修正模塊在功能設計上充分考慮了國內煉油企業的原油評價資源， 開發了 兩種算法， 一是用企業的原油簡評數據對標準數據進行修正， 另一種是用企業原油一般性質 分析數據對標準數據進行修正。 在數據修正模塊快中同樣設置了原油評價實驗數據的錄入接 口， 用戶可以將自己的實驗數據錄入到系統中去。 用戶的原油評價實驗數據以及修正后的物 性曲線數據均被存入用戶原油評價數據子庫，并不影響或改變標準數據的記錄。 數據查詢模塊包括兩種功能，一是條件查詢，另

8、一個是模糊查詢。在條件查詢是通過 用戶輸入的查詢條件，逐級查找目標原油。模糊識別功能是根據用戶輸入條件，查找一個與 輸入條件最為相似的原油， 用來解決沒有評價數據的新油種的數據替代問題。 數據查詢模塊 對查詢到的原油評價數據以三種形成進行輸出： 第一種是以評價報告形式， 第二種是數據列 表形式， 第三種是物性曲線形式。 其中物性曲線形式還能將相似油種的對應物性或與被輸出 物性存在關聯的物性進行同界面比對輸出。 444 主題八：過程先進控制、優化技術研究及應用 1.2 數據庫 原油評價數據庫里包含三個子庫。標準原油評價數據庫，用戶原油評價數據庫和用戶 信息數據庫。 標準原油評價數據庫存放的是中國

9、石化權威而統一的原油評價數據，是所有用戶可以 共享的數據。 標準原油評價數據庫由指定的數據管理員單位派專人管理， 用戶是不能對之編 輯和修改的。 用戶原油評價數據庫內存放的是用戶的原油評價實驗數據， 以及用戶利用自己 的實驗數據對標準庫數據進行修正后的修正物性曲線數據。每個用戶均有自己的用戶子庫， 并且只能對自己的用戶子庫進行操作， 而不能對其他用戶子庫操作。 用戶原油評價數據庫的 數據也可以支持后續的應用程序。 用戶信息庫存儲的是用戶在應用過程中的操作信息， 如用 戶制定的常減壓裝置模型、原油切割方案、餾分代碼、所切割的物性等。 1.3 應用模塊 應用模塊包括常減壓理論切割、原油混煉、切割數

10、據校正、工具箱四個子模塊。 常減壓理論切割是整個應用模塊的核心模塊。它所實現的主要功能是：以數據庫中標 準物性曲線為基準，按用戶設定的切割方案，對原油進行切割。根據中國石化供應鏈優化項 目的應用要求，目前系統對外提供的了 PIMS 模型的 ASSAY 表數據接口，切割結果可以直接 調用進 PIMS 模型中，實現了無縫連接。 在常減壓裝置實際生產過程中，大量進行的是原油混煉，很少有單煉的情況，為此系 統設計了原油混煉模塊。 為了減少方案制定的工作量， 原油混煉模塊可以調用常減壓理論切 割模塊中的切割方案，而且也能以 PIMS 模型的 ASSAY 表格式進行輸出。 常減壓理論切割是基于原油實沸點蒸

11、餾曲線的理論切割，而實際常減壓蒸餾裝置的理 論塔板數低于實驗室蒸餾儀的理論塔板數， 原油各餾分之間的分割精度要小余實驗值， 存在 著反混。所以理論切割值與常減壓裝置的生產實際值之間存在著差異。為了減少差異，系統 提供了切割校正模塊， 切割校正模塊根據常減壓裝置各側線收率的標定值或統計值對理論切 割的切割點進行校正， 根據常減壓裝置實際生產時的側線餾程分析數據對切割結果的物性值 進行校正。這樣大大提高了切割的準確度，實現了理論值與生產實際的值對接。校正切割模 塊也能以 PIMS 模型的 ASSAY 表格式進行輸出。 除了原油切割功能外，系統為用戶提供了一些石油煉制行業的專用計算工具，如汽油 辛烷

12、值的關聯計算工具、柴油十六烷指數的關聯計算工具、特性因數、相關指數、燃燒熱、 苯胺點的計算工具等等。這些計算工具均納入工具箱模塊中。 2 中國石化原油評價數據庫系統的特點 2.1 入庫數據的權威性與可靠性 原油評價數據是原油評價數據庫系統的核心資源，也是支持數據庫應用程序的數據基 礎，是確保計算結果可靠、可信、可用的前提條件。對于原油評價數據的入庫工作，中國石 化建立了一系列規范、嚴格的管理體系。原油采樣時，要求樣本來自一程船原油；在評價實 驗時， 由國內原油評價的權威機構嚴格按照原油臺架實驗的標準進行操作； 對評價結果要和 其它途徑獲取的原油評價實驗數據進行縱向和橫向比對， 縱向比對分析原油

13、隨時間物性變化 的趨勢，從橫向比較物性的數據范圍，從而確保實驗數據的可靠性；在數據入庫前還要經過 由院士及專業技術人員組成的原油評價專家組對數據進行評審； 數據入庫和維護則由指定單 位的專業技術人員執行； 同時建立數據跟蹤反饋體系， 對數據庫里評價數據的應用情況進行 445 主題八：過程先進控制、優化技術研究及應用 跟蹤，如果發現數據的可靠性變差，或出現新油種，則要及時組織評價，進行數據更新。 2.2 計算結果的準確性與可用性 原油評價數據庫系統最核心的應用是按用戶設定的切割方案進行原油切割。為了保證 原油切割結果的準確性， 大多數物性均按實驗數據擬合的物性曲線為基準進行切割計算， 盡 量避免

14、使用工程上的關聯計算經驗公式， 從而減少經驗公式的應用范圍及公式本身的精度給 計算結果帶來的誤差。 將原油評價數據按實驗餾分寬度進行切割， 收率數據和實驗值的偏差 不超過 3,物性數據的偏差在 5之內， 達到很高的數據還原性。 為了解決原油理論切割值 與實際生產收率存在差異的問題，數據庫系統采用簡單模擬技術，開發切割數據校正模塊， 進一步提高了計算的準確度。 2.3 界面的友好性 中國石化原油評價數據庫系統在設計時充分考慮用戶使用的便捷性，做到界面友好。 例如在原油切割工作中，切割方案設計的工作量很大，需要設立每個側線的切割溫度，每個 側線的切割物性。 中國石化原油數據庫系統針對用戶的實際業務

15、將原油切割方案的設計分為 三步，第一步建常減壓裝置，設計常減壓裝置的各個側線；第二步對各類餾分的物性進行定 義；第三步調用裝置模型和餾分物性，設立切割溫度，組合成用戶需要的切割方案。其中常 減壓裝置模型和各類餾分的定義是作為記錄被保存的， 用戶只需經過一次設定， 在以后的方 案設計是均可以通過對裝置側線與餾分類型進行組合， 方便的生成所需要的切割方案。 另外 系統甚至加入了復制方案功能，用戶可以將以前的方案進行復制和改造，形成需要的方案。 再如，切割油種選項里，系統提供了“油種打包”功能，用戶可以對所需切割的各個油種進 行打包，進行批量切割。 2.4 系統的安全性 中國石化原油評價數據庫系統從

16、管理體制和技術兩個層面確保系統特別是數據的安 全。在管理體制上，規定只有數據管理原用戶才能對標準數據庫進行操作，普通用戶只能調 用數據， 而且作為普通用戶只能看到原油的簡單評價數據， 支持應用程序的核心數據原 油物性曲線數據是無權限獲取的， 而普通用戶權限的發放也是由專門的業務部門發放和管理 的。從技術層面上，該系統只能通過中國石化內網訪問，而且需要用戶名和密碼。 3 中國石化原油評價數據庫系統的應用 中國石化原油評價數據庫系統自 2005 年底完成開發后，配合中國石化供應鏈優化項目 開展了大量的應用。 目前中國石化正在推廣煉油企業級 PIMS 模型(企業生產計劃優化模型)， 在已經推廣的 2

17、0 家煉油、煉化企業的生產計劃優化模型（PPIMS）中得到成功應用，取得了 良好的應用效果，獲得用戶的一致好評。隨著煉油企業級 PIMS 項目推廣的進程加快，中國 石化原油評價數據庫將為中國石化所屬的所有煉油、 煉化企業的生產計劃優化模型提供常減 壓模擬切割數據，為企業的生產經營決策服務。此外，中國石化原油評價數據庫系統正在進 一步擴大應用范圍， 將為總部一體化供應鏈優化模型 （MPIMS）聯合石化現貨選購模型 、 （PIMS） 等提供數據支撐，為總部的生產經營決策提供服務。 4 中國石化原油評價數據庫系統的發展與展望 446 主題八：過程先進控制、優化技術研究及應用 雖然中國石化原油評價數據

18、庫系統達到了國際同類產品水平，但還有許多可以繼續提 升的空間。 從現有模塊的功能來說，因為最初系統設計基于中國石化的供應鏈優化項目，可以切 割計算的物性以滿足供應鏈優化模型的物性需求為目標， 而一些關于工程設計、 科研的物性 未納入，如渣油結構參數等，這些物性的計算在今后隨著應用范圍的擴大應逐步完善。 從進一步提高計算精度來說，要在今后的應用中不斷完善物性計算算法，提升模型計 算的精度。同時應進一步擴充物性計算的模型，從而保證各公式按其適用范圍進行使用。 從系統集成來說，原油評價數據庫系統作為各生產相關業務的數據基礎，應加強與其 他信息系統的集成，如何原油管輸項目、原油配送項目、生產調度指揮系統等，從而發揮更 大的作用。 另外,中國石化評價數據庫中的數據都是石化內部權威的、標準的評價數據，而企業獲 得的原油由于運輸過程中的混油問題， 或者采樣點的不同，