[发明专利]用于炼油过程中氢气与瓦斯的协同优化方法

权利要求书

1.用于炼油过程中氢气与瓦斯的协同优化方法，其特征在于，所述协同优化方法，包括：

在氢气与瓦斯系统中分别构建对应耗氢单元、制氢单元、氢提纯单元、脱硫单元、加热炉单元、轻烃回收单元以及压缩机单元的数学优化模型；

对各单元的数学优化模型进行单独求解，得到各单元处于最优工况下的操作参数；

构建对应氢气与瓦斯系统的优化目标函数，在满足优化目标函数约束条件的基础上，调用遗传算法对处于最优工况下各单元中所使用的包括氢气、瓦斯在内的气体流量进行求解。

2.根据权利要求1所述的用于炼油过程中氢气与瓦斯的协同优化方法，其特征在于，所述在氢气与瓦斯系统中分别构建对应耗氢单元、制氢单元、氢提纯单元、脱硫单元、加热炉单元以及轻烃回收单元的数学优化模型，包括：

构建氢气耗量与加工负荷、氢油比、反应温度、反应压力、空速、产品要求、原料性质关联的耗氢单元数学模型表达式；

采用数据回归的方法，建立产氢量与天然气量、高压瓦斯量、水碳比、水气比、转化炉温度、中变反应温度、产品氢纯度工艺参数间的制氢单元数学模型表达式：

构建氢提纯单元中使用PSA和膜分离两类过程的氢提纯单元数学模型表达式；

在脱硫过程中忽略其对流股流量的影响，构建脱硫塔的脱硫率的数学模型表达式；

构建采用反平衡计算方法加热炉数学模型表达式；

构建用于回收加氢干气中的C3、C4中轻烃回收单元的数学模型表达式；

构建基于进出口压力确定操作成本的压缩机单元的数学模型表达式。

3.根据权利要求2所述的用于炼油过程中氢气与瓦斯的协同优化方法，其特征在于，所述对各单元的数学优化模型进行单独求解，得到各单元处于最优工况下的操作参数，包括：

耗氢装置的氢气消耗与装置的加工负荷、氢油比、反应温度、反应压力、空速、产品要求、原料性质相关，通过历史数据回归的方法，构建氢气耗量与这些变量的关联式：

化学氢耗：H_qing,n＝v(F_qing,n,t_0,n,t_end,n,ρ_0,n,β_n,s_0,nT_r,n,P_r,n,s_n,υ_n,ra_n)；

装置的氢耗主要是化学反应的氢耗量和装置的氢损耗，氢损耗包括溶解在油品中的氢气、废氢排放的损失氢以及机械设备的漏损氢，

化学氢单耗：

氢单耗损失：

耗氢装置的新氢纯度不能小于系统所需的新氢纯度：x_qing,n≥x_n,d (3)，

耗氢装置操作成本：

H_qing,n为耗氢装置n的化学氢耗量，F_qing,n为装置的负荷，t_0,n为进料油的初馏点，t_end,n为进料油的终馏点，ρ_0,n为进料油的密度，β_n为进料油的残炭值，s₀,_n为进料油的硫含量，T_r,n为反应的温度，P_r,n反应的压力，s_n为产品的硫含量，HH_qing,n为装置新氢耗量，HLoss_qing,n为装置的氢单耗损失，c_qhao为耗氢装置单位操作成本系数，υ_n为空速，ra_n为氢油比，x_qing,n和x_n,d分别为进耗氢装置n的氢纯度和所要求的氢纯度。