工艺包座谈20121025

1、1 1、编制背景及意义编制背景及意义2 2、不同点不同点及及需注意的事项需注意的事项3 3、工艺设计包开发工艺设计包开发4 4、模拟计算、模拟计算石油炼制与化工装置工艺设计包编制内容规定石油炼制与化工装置工艺设计包编制内容规定寰球公司副总工程师，全国注册化工工程师，胡健寰球公司副总工程师，全国注册化工工程师，胡健 2012.10.202012.10.201 1、编制背景及意义编制背景及意义前言前言石油炼制与化工装置工艺设计包编制内容规定（以下简称本规定）是根据中国石油天然气集团公司科技管理部下发的关于下达中国石油石油化工装置工艺设计包（成套技术工艺包）内容规定编制任务编制任务的通知编制的，由中

2、国寰球工程公司主编，中国昆仑工程公司、中国石油东北炼化工程有限公司吉林设计院、中国石油工程建设公司华东设计分公司、中国石油工程建设公司大连设计分公司和中国石油石油化工研究院等单位参编等单位参编完成。本规定由五章和一个附则组成。五章内容包括总则、石油炼制与化工装置工艺设计包内容、操作指导手册、分析手册、自主开发工艺设计包增补内容；附则是对部分条文的说明。本规定由中国石油天然气集团公司科技管理部归口管理归口管理。本规定由中国寰球工程公司负责解释。本规定在执行过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提供给中国石油天然气集团公司科技管理部和主编单位（地址：北京市朝阳区樱花园东街7号，邮编：1

3、00029），以便今后修订时参考。新地址：北京市朝阳区来广营高科技产业园，创达二路新地址：北京市朝阳区来广营高科技产业园，创达二路1 1号，号，1000121000122 2、不同点不同点及及需注意的事项需注意的事项2.5 工艺流程图工艺流程图(PFD) 工艺流程图应标示工艺设备，并标注名称、位号，主要工艺管道、特殊阀门位置，关键控制、联锁回路，物流编号、操作条件（温度、压力、流量），工业炉和换热器的热负荷，公用工程物料的名称及操作条件（温度、压力、流量）。2.2.4 工艺流程图工艺流程图(PFD) 表示工艺设备及其位号、名称；主要工艺管道；特殊阀门位置；物流的编号、操作条件（温度、压力、流量

4、）；工业炉和换热器的热负荷；公用工程物料的名称、操作条件、流量；主要控制、联锁方案。SHSG-052-20032 2、不同点不同点及及需注意的事项需注意的事项2.5 工艺流程图工艺流程图(PFD) 工艺流程图应标示工艺设备，并标注名称、位号，主要工艺管道、特殊阀门位置，关键控制、联锁回路，物流编号、操作条件（温度、压力、流量），工业炉和换热器的热负荷，公用工程物料的名称及操作条件（温度、压力、流量）。3.8 工艺流程图工艺流程图(PFD) 工艺流程图应表示完整的生产过程，包括主要工艺设备(备用设备除外)，主要物料管道(注明流向和进出界区的标志、物流编号)，操作参数(包括介质组成、温度、压力和流

5、量)、控制方案和物流数据、换热设备热负荷等。-初步设计初步设计中国石油集团公司文件中国石油集团公司文件(中油人事中油人事200895号号)关于中国石油天然气第六建设公司与中国寰球工程公司合并重组的通知关于中国石油天然气第六建设公司与中国寰球工程公司合并重组的通知寰球工程公司将建设成寰球工程公司将建设成以以化工工程建设化工工程建设为主、以为主、以设计设计为先导的为先导的设计、施工一体化，设计、施工一体化，国内、国际业务一体化，国内、国际业务一体化，具有具有EPCEPC总体承包能力的专业化工程公司总体承包能力的专业化工程公司 。竞争性、国际型和全功能型专业化工程公司：竞争性、国际型和全功能型专业化

6、工程公司：掌握先进的工艺技术；掌握先进的工艺技术；优异的工程设计能力；优异的工程设计能力；广泛的国际工程建设经验；广泛的国际工程建设经验；高度的项目管理水平与控制能力；高度的项目管理水平与控制能力；灵敏的经营信息。灵敏的经营信息。3 3、工艺设计包开发工艺设计包开发功能定位功能定位 为集团公司建设成为综合性国际能源公为集团公司建设成为综合性国际能源公司的总体目标司的总体目标服好务服好务。 抓住中国石油集团抓住中国石油集团( (股份公司股份公司) )炼化大发炼化大发展的契机，迅速提升以技术创新为核心展的契机，迅速提升以技术创新为核心的的工程能力工程能力。3 3、工艺设计包开发工艺设计包开发影响工

7、艺包开发的主要问题影响工艺包开发的主要问题科研科研( (技术开发技术开发) )人员兼职，精力分散，研究不够深入。人员兼职，精力分散，研究不够深入。开发工具落后，效率不高。开发工具落后，效率不高。奖励机制不完善，需充分调动社会、公司和员工个人的资源奖励机制不完善，需充分调动社会、公司和员工个人的资源和积极性。和积极性。落实技术开发项目与依托工程建设平台之间的紧密结合。落实技术开发项目与依托工程建设平台之间的紧密结合。3 3、工艺设计包开发工艺设计包开发原因分析原因分析寰球公司的核心竞争力还不强，自主创新能力仍有很大差距。寰球公司的核心竞争力还不强，自主创新能力仍有很大差距。虽然虽然2011201

8、1年年GDPGDP上百亿，可是数不出几个自主工艺技术能排上上百亿，可是数不出几个自主工艺技术能排上全球第一，更找不出一个全球叫得响的品牌。全球第一，更找不出一个全球叫得响的品牌。寰球公司目前已成为建设板块内排名靠前的工程公司，主营寰球公司目前已成为建设板块内排名靠前的工程公司，主营业务主要集中在工程设计、总承包，但是由于缺少核心工艺业务主要集中在工程设计、总承包，但是由于缺少核心工艺技术和高端领域开发能力，难以进入国际市场，技术和高端领域开发能力，难以进入国际市场，以技术进步以技术进步求发展的机制尚未形成求发展的机制尚未形成。3 3、工艺设计包开发工艺设计包开发工程公司必须掌握技术工程公司必须

9、掌握技术掌握技术无论对国家还是对工程公司都是极其重要的。掌握技术无论对国家还是对工程公司都是极其重要的。这里的这里的技术技术，指的是，指的是工程化、商品化工程化、商品化的技术。的技术。“科学技术是生产力，而且是第一生产力。科学技术是生产力，而且是第一生产力。”邓小平的论断邓小平的论断完全正确。但科学技术若不工程化、商品化，是无法转化为完全正确。但科学技术若不工程化、商品化，是无法转化为现实生产力的。我国目前的科技水平不高，大量科技成果停现实生产力的。我国目前的科技水平不高，大量科技成果停留在论文或样品阶段而没有实现工程化、商品化，是重要原留在论文或样品阶段而没有实现工程化、商品化，是重要原因之

10、一。不得不从国外大量购买技术，常常不是因为没有技因之一。不得不从国外大量购买技术，常常不是因为没有技术，而是因为没有工程化、商业化的同类技术。中国并不缺术，而是因为没有工程化、商业化的同类技术。中国并不缺少技术，缺少的是工程化、商品化了的技术。少技术，缺少的是工程化、商品化了的技术。3 3、工艺设计包开发工艺设计包开发工艺包的核心技术工艺包的核心技术原创技术要素：专利、研究论文、实验报告原创技术要素：专利、研究论文、实验报告过程模拟：物料过程模拟：物料热量衡算、节能减排热量衡算、节能减排关键设备：安全设计、投资成本关键设备：安全设计、投资成本控制方案：因果关系、联锁方案控制方案：因果关系、联锁

11、方案4 4、模拟计算、模拟计算过程模拟的关键过程模拟的关键化学组分的选取：数据库、虚拟组份化学组分的选取：数据库、虚拟组份热力学方法：相平衡、热平衡、传递性质热力学方法：相平衡、热平衡、传递性质收敛技术：迭代求解、线性规划收敛技术：迭代求解、线性规划工具平台：工具平台：ASPEN、PROII、HYSYS、4 4、模拟计算、模拟计算热力学热力学(EOS、溶液、溶液)模型模型当当Tr0.75：PR、SRK当当Tr0.75：EOS描述气相、溶液模型描述液相描述气相、溶液模型描述液相有机溶液：有机溶液：NRTL醇和酚：醇和酚：Wilson酮和醚：酮和醚： Wilson、MargulesC4-C18 烃

12、：烃： Wilson液液物系：液液物系：NRTL超临界、极性物系：二元交互作用参数超临界、极性物系：二元交互作用参数4 4、模拟计算、模拟计算二元交互作用参数的取得二元交互作用参数的取得实验室做相平衡实验；实验室做相平衡实验；购买公开发表的商业化数据购买公开发表的商业化数据(CTDP、CODATA、DIPPR、PPDS、DETHERM、)；根据实际装置生产数据回归二元参数；根据实际装置生产数据回归二元参数；采用模拟软件内装数据库数据经过校核处理后。采用模拟软件内装数据库数据经过校核处理后。4 4、模拟计算、模拟计算如何形成如何形成建立建立工艺模拟计算工艺模拟计算能力能力一、适用的软件一、适用的

13、软件 ASPEN、PRO/II、HYSYS、CHEMCAD、依据熟悉的工艺流程，自主进行建模，所得结果进行验证比对。依据熟悉的工艺流程，自主进行建模，所得结果进行验证比对。除评估动态模拟软件功能外，也自检建模技术能力，作为将来除评估动态模拟软件功能外，也自检建模技术能力，作为将来工程实践的依据。工程实践的依据。二、技术能力建立与软件引进二、技术能力建立与软件引进 业务发展业务发展引进动态模拟软件，进行专业人员培训，通过建模，提高仿真技引进动态模拟软件，进行专业人员培训，通过建模，提高仿真技术能力，协助完成工程设计及设备选型。术能力，协助完成工程设计及设备选型。三、工艺设计、优化、技术改造三、工

14、艺设计、优化、技术改造 专攻有术专攻有术发挥动态仿真能力，协助工艺优化、工厂技改、及建立自有新工发挥动态仿真能力，协助工艺优化、工厂技改、及建立自有新工艺技术。艺技术。4 4、模拟计算、模拟计算性能化设计、分析设计性能化设计、分析设计英国等国家从英国等国家从2020世纪世纪8080年代开始相继以建筑规范和建年代开始相继以建筑规范和建筑消防安全为研究对象，对其规范模式和规定内容进筑消防安全为研究对象，对其规范模式和规定内容进行了革新或修改，建立行了革新或修改，建立性能化规范性能化规范体系，开发相关的体系，开发相关的设计指南和评估方法设计指南和评估方法 。相对于性能相对于性能(performanc

15、ebased)(performancebased)规范而言，传统的规范而言，传统的设计规范被称为设计规范被称为“指令性指令性(prescriptive-based)”(prescriptive-based)”规规范。范。指令性规范指令性规范是建立在部分火灾案例的经验和局部是建立在部分火灾案例的经验和局部小比例模拟实验基础上的。为了保证工程最基本的安小比例模拟实验基础上的。为了保证工程最基本的安全度，有关的社会组织便通过一些全度，有关的社会组织便通过一些成功的经验和理论成功的经验和理论描述描述，制定出了一些标准的文字条文去规范设计人员，制定出了一些标准的文字条文去规范设计人员的技术行为。的技术行

16、为。 4 4、模拟计算、模拟计算 指令性设计指令性设计 性能化设计性能化设计直接从规范中选定参数和直接从规范中选定参数和 依照规范性能要求能够被依照规范性能要求能够被指标，不担心审查问题。指标，不担心审查问题。 证明，允许任何解释。证明，允许任何解释。如何设计、建造。如何设计、建造。 装置产品的性能。装置产品的性能。规范中没有的不能做。规范中没有的不能做。 只要证明性能合适，允许只要证明性能合适，允许 革新设计。革新设计。重视细节，忽略整体。重视细节，忽略整体。 强调系统的集成功能。强调系统的集成功能。4 4、模拟计算、模拟计算一种更科学、更系统、符合科技发展一种更科学、更系统、符合科技发展趋

17、势的概念设计体系趋势的概念设计体系加速技术创新。加速技术创新。对设计方案不做具体规定，只要能够达到性能目标，任何对设计方案不做具体规定，只要能够达到性能目标，任何方法都可以使用，这样就加快了新技术在实际设计中的应用，不必考虑应方法都可以使用，这样就加快了新技术在实际设计中的应用，不必考虑应用新型设计方法会导致与规范的冲突。用新型设计方法会导致与规范的冲突。提高设计的经济性。提高设计的经济性。性能设计的灵活性和技术的多样化给设计人员提供更性能设计的灵活性和技术的多样化给设计人员提供更多的选择，在保证安全性能的前提下，通过设计方案的选择可以采用投入多的选择，在保证安全性能的前提下，通过设计方案的选

18、择可以采用投入效益比最优化的系统。效益比最优化的系统。加强设计人员的责任感。加强设计人员的责任感。性能化设计以系统的实际工作效果为目标，要求性能化设计以系统的实际工作效果为目标，要求设计人员通盘考虑系统的各个环节，减小对规范的依赖，不能以规范规定设计人员通盘考虑系统的各个环节，减小对规范的依赖，不能以规范规定不足为理由忽视一些重要因素。不足为理由忽视一些重要因素。 4 4、模拟计算、模拟计算广泛应用的广泛应用的CAD(计算机辅助设计计算机辅助设计)以以动态仿真模拟技术、动态仿真模拟技术、CFD为主体分析设计为主体分析设计4 4、模拟计算、模拟计算通过流程模拟了解工艺过程通过流程模拟了解工艺过程

19、;深入体会后才能改进完善它深入体会后才能改进完善它;掌握核心技术即保持竞争力。掌握核心技术即保持竞争力。4 4、模拟计算、模拟计算 稳态模拟：稳态模拟：物料平衡物料平衡 （没有（没有Holdup）能量平衡（没有能量平衡（没有Holdup）动量平衡动量平衡无无压力流量关系压力流量关系无无productsfeedsF) - F) =0productsfeeds Q H)F - H)F =0 动态模拟：动态模拟： 物料平衡物料平衡 (holdup) 能量平衡能量平衡 (holdup) 动量平衡（动量平衡（Darcy定律）定律） 对非标准对非标准Darcy定律的设备定律的设备压力流量关联压力流量关联（

20、如泵、压如泵、压缩机、临界流缩机、临界流）productsfeeds F) - F) =Mdtdproductsfeeds Q H)F - H)F =Edtd RhoPJ =W4 4、模拟计算、模拟计算最终与稳态模拟吻合最终与稳态模拟吻合动态模拟过程结果动态模拟过程结果4 4、模拟计算、模拟计算获取流程相关技术获取流程相关技术 “know how”、 “kno why” 故障排除（故障排除（Trouble shooting）去瓶颈（去瓶颈（Debottle-neck）工艺流程开发工艺流程开发、设计设计、优化优化 Productivity, Recovery, Purity, Energy, C

21、ost, Pollution, Safety反应器放大（反应失控时，紧急反应器放大（反应失控时，紧急泄放系统启动的动态现象）泄放系统启动的动态现象）4 4、模拟计算、模拟计算在线优化在线优化4 4、模拟计算、模拟计算装置开车装置开车 升压置换升压置换预热烘炉预热烘炉4 4、模拟计算、模拟计算蒸汽系统锅炉水系统比较复杂，很多预热器、废热锅炉和汽包，蒸汽系统锅炉水系统比较复杂，很多预热器、废热锅炉和汽包，预热器有并联、有串联，控制要求有液位控制、流量控制和温度预热器有并联、有串联，控制要求有液位控制、流量控制和温度控制，调节阀也很多，一个阀门开度变化，其余阀门都会变化。控制，调节阀也很多，一个阀门

22、开度变化，其余阀门都会变化。4 4、模拟计算、模拟计算HYSYS动态模拟动态模拟（全动态多相流管道模拟全动态多相流管道模拟OLGAS）管流计算管流计算段塞控制段塞控制人工举升设计与优化人工举升设计与优化传热计算传热计算火炬设计火炬设计有害气体跟踪有害气体跟踪管道迸裂管道迸裂阀门失效阀门失效低温安全分析低温安全分析水击水击卸压卸压热交换器迸裂热交换器迸裂4 4、模拟计算、模拟计算Dynamic动态模拟计算动态模拟计算（英维思公司英维思公司SimSci）严格的、基于机理的动态模拟器严格的、基于机理的动态模拟器与实际工厂一样，受到相同的水力学、传热或其与实际工厂一样，受到相同的水力学、传热或其它操作

23、约束限制它操作约束限制有害气体跟踪有害气体跟踪管道迸裂管道迸裂阀门失效阀门失效低温安全分析低温安全分析水击水击卸压卸压热交换器迸裂热交换器迸裂4 4、模拟计算、模拟计算中石油集中采购中石油集中采购ASPEN One （动态模拟部分）（动态模拟部分）概念设计和工艺性能改进概念设计和工艺性能改进Aspen HYSYS是市场领先的石油和油是市场领先的石油和油/气过程工艺建模、优化、商业计划、资产管理气过程工艺建模、优化、商业计划、资产管理和性能检测工具。和性能检测工具。 Aspen HYSYS Dynamics Run-Time是一个可选的运行是一个可选的运行OTS模型的花费较少模型的花费较少tok

24、en的的（与通常的（与通常的Aspen HYSYS Dynamics相比）工具。它需要安装相比）工具。它需要安装Aspen OTS Framework。模型只可以运行，不能编辑。模型只可以运行，不能编辑。集成的油气、气体工艺、炼油和其它工业过程的动态模拟集成的油气、气体工艺、炼油和其它工业过程的动态模拟Aspen HYSYS Dynamics扩展了扩展了 Aspen HYSYS静态模型，可以设计并验证过程控静态模型，可以设计并验证过程控制系统、安全研究、泄压阀设计、故障分析、开车、停车和操作，模式变化。制系统、安全研究、泄压阀设计、故障分析、开车、停车和操作，模式变化。 能模拟多相管道瞬时现象

25、能模拟多相管道瞬时现象Aspen HYSYS Pipeline HydraulicsOLGAS 2-Phase/3-Phase通过通过Aspen HYSYS应用行业标准的多相管道流关系来计算压力梯度、持液量和流动规律。应用行业标准的多相管道流关系来计算压力梯度、持液量和流动规律。 4 4、模拟计算、模拟计算中石油集中采购中石油集中采购ASPEN One（动态模拟部分）（动态模拟部分）Aspen HYSYS Upstream Dynamics通过集成瞬时管道网络和工艺设备能够建立油通过集成瞬时管道网络和工艺设备能够建立油气工艺的动态模型。包括水力学子流程气工艺的动态模型。包括水力学子流程2相和相和3相瞬时分支和环路网络。通过采用相瞬时分支和环路网络。通过采用其它可选的产品可以极大提高管道水力学计算能力，包括连接至第三方软件，例其它可选的产品可以极大提高管道水力学计算能力，包括连接至第三方软件，例如如SPT的的OLGA。可以模拟瞬时油井和管道油、水和气多相流。可以模拟瞬时油井和管道油、水和气多相流。工艺和设备模型开发和模拟环境工艺和设备模型开发和模拟环境工程师利用工程师利用Aspen Custom Modeler (ACM)快速开发一个严格的过程设备模型，并应快速开发一个严格的过程设备模型，并应用这些模型模拟和优化连续工艺、间歇工艺和半间歇工艺。可用于许多工业，包用这些模