淺析模擬仿真技術在石油化工中的應用

在石油化工的生產中，經常需要高溫、高壓等環境，很多化工原料都具有一定毒害，因此石油化工屬于高危險行業。隨著近些年經濟和科技的發展，石油化工企業的規模越來越多，一旦發生爆炸或毒害原料的泄漏，就會造成嚴重的破壞，引起不良的社會反應。受到技術水平的限制，我國石油化工中存在的安全隱患更多，近些年來興起的虛擬仿真技術，開始在石油化工領域中應用，通過對工藝過程和設備運行情況等仿真，可以及時發現生產中存在的安全隱患等。

石油化工生產工藝的仿真

目前對于石油化工生產工藝的仿真，主要可以分成定性和定量仿真兩種。在定量仿真中，利用HYSYS等仿真軟件，可以觀察到工藝的運行情況，在實際生產之前，通常會設計多個生產方案，在傳統的石油化工生產中，只能利用理論分析的方式得出一個理論上最佳的生產方案。而利用仿真軟件，就可以觀察每個方案的實際運行情況，對生產過程中的安全、效率等參數進行對比，最后選擇一個最佳的方案，這樣方案更加貼近實際的生產。雖然定量的仿真比較精確，但是受到當前技術水平的限制，定量模型的設計比較困難，通常需要很大的工作量，因此在實際的仿真中，經常會使用定性仿真。定性仿真自身比較簡單，只要能夠得出定性的結果即可，但是由于實際生產中的不確定因素有很多，因此定性仿真結果沒有定量仿真那樣精確，只有技術人員具有足夠的專業素質和經驗，才能夠很好地完成定性仿真。現在的石油化工生產工藝仿真中，為了保證仿真結果的準確性，通常會采用定量加定性仿真結合的方式。

石油化工生產設備的仿真

生產設備的運行情況，不但會影響實際的生產效率，還會對安全事故的發生幾率產生影響。據相關的統計表明，在設備斷裂的事故中，超過九成以上的事故是由于設備疲勞導致的，由此可以看出，設備的運行情況，對于生產安全來說，具有非常重要的作用。在傳統的石油化工生產中，只能依靠技術人員的經驗，對設備的運行情況進行判斷，這樣的生產方式具有很大的不確定性。模擬仿真技術的出現，很好地解決了這個問題。只要輸入相應的設備參數，在計算機中虛擬出一個生產環境，就可以觀察設備的實際運行情況，對設備的未來狀態進行預判，這樣就可以有效防止設備故障導致的生產以及安全事故等問題。

目前石油化工中常用的設備模擬仿真軟件，是由英國軟件公司開發的高級結構疲勞分析軟件。現在西方發達國家的石油化工生產中，都會利用相應的模擬仿真軟件，對設備的運行情況進行仿真，從而優化實際的生產結構，相比之下，我國的石油化工企業，受到成本和技術水平的限制，對設備等進行模擬仿真的情況較差，在一定程度上影響了實際的生產效率和安全。

安全事故的仿真

石油化工作為高危險性的行業，發生安全事故的幾率較大，如表1所示我國2010年到2013年石油化工業發生的影響較大的安全事故，從中可以看出，安全事故的發生頻率正在逐年增加，其中很多影響較小的安全事故還沒有進行統計。這些事故的發生，在造成經濟損失的同時，還會導致大量的人員傷亡，造成惡劣的社會影響。

表1 2010年到2013年我國石油化工業安全事故統計

隨著近些年我國石油化工產業安全事故頻發，政府部門非常重視生產的安全情況，并制定了相應的政策法規，要求石油化工企業嚴格執行。企業從自身的角度出發，也開始采取多種措施來確保生產的安全。受到自然和人為因素的影響，石油化工生產中的安全事故發生幾率較大，如果采用傳統的預防措施，如及時進行設備維護和人員巡查以及提高人員的安全意識等，很難從根本上杜絕安全事故的發生。如果充分利用模擬仿真技術，在計算機上虛擬相應的安全事故，就可以在實際生產過程中，重點關注出現問題的地方，通過這樣的仿真，也可以訓練應對安全事故的能力。經過實際調查發現，每個石油化工企業，都會設計自己的緊急事故處理方案，但是這些方案的設計都是在理論的情況下，使用價值較少，真正發生安全事故時，很難執行這些方案，而利用模擬仿真技術，對這些應急方案進行優化，就可以很好地提高企業應對突發事件的能力。

結語

石油化工生產的安全問題，一直都是企業關注的重點問題。模擬仿真技術在實際應用的過程中，能夠影響仿真效果的因素有很多，包括計算機等硬件設備的性能及輸入相關參數的準確性等，如果仿真的結果不夠準確，那么就失去了仿真的意義，因此應用仿真技術，相關技術人員必須具有足夠的專業素質。