[发明专利]气体处理装置的运行和/或尺寸参数的建模

说明书

本发明涉及确定包括至少一个气体处理单元的气体处理装置的运行和/或尺寸参数的方法和系统，以及产生请求以发起确定气体处理装置的运行和/或尺寸参数的方法和系统。本发明进一步涉及一种计算机程序和具有该计算机程序的非易失性或非瞬态存储介质，当在一个或多个处理器上执行该计算机程序时，该计算机程序执行一种或多种方法。

本发明涉及用于确定包括至少一个气体处理单元的气体处理装置的运行和/或尺寸参数的方法和系统，以及用于产生请求以发起确定气体处理装置的运行和/或尺寸参数的方法和单元。本发明进一步涉及一种计算机程序和具有该计算机程序的非易失性或非瞬态存储介质，当在一个或多个处理器上执行所述计算机程序时，其执行一种或多种所述方法。

背景

气体处理装置通常用于大型装置，如油气设施、气体净化厂、二氧化碳捕集设施、液化天然气(LNG)装置、炼油装置、石化设施或化学设施。在该类大型装置中，产生含有酸性气体如CO₂、H₂S、SO₂、CS₂、HCN、COS或硫醇的流体流。这些流体流可例如为气流(例如天然气、合成气或重油或重残渣、焦炉废气、炼厂气或在有机物质如煤或矿物油的部分氧化中形成的反应气体)或液体或液化烃料流，例如LPG(液化石油气)或NGL(天然气液体)。出于各种原因，从这些流体流中移除酸性气体是合乎需要的。

在这些流体可被运输或进一步处理之前，必须显著降低流体的酸性气体含量。例如，必须从天然气中移除CO₂，因为高浓度的CO₂会降低气体的热值。此外，CO₂与流体流中经常夹带的水结合可导致管道和配件的腐蚀。

出于各种原因，从这些流体流中移除硫化合物是重要的。例如，必须通过在天然气源处立即采取适当的处理措施来降低天然气中的硫化合物含量，因为硫化合物与天然气经常夹带的水一起还形成腐蚀性作用的酸。

因此，对于天然气在管道中的输送，必须不超过预先设定的含硫杂质的极限值。此外，许多硫化合物，即使在低浓度下，也是恶臭的，并且特别地，硫化氢是有毒的。

在该领域中，公司需要做出关于该设施的最合适的容量和功能的主要的数百万美元投资决定。由于气体处理装置具有许多潜在的配置和设计选项，因此难以确定可行的选项并选择最佳的气体处理装置设计。因此，遵循设计方法以寻找对于给定条件的最佳气体处理装置设计。然后，在物理气体处理装置中实施该设计。该设计方法是高度复杂的技术任务，因为具有多个气体处理单元的气体处理装置的预期运行取决于各种参数，例如入口料流组成、处理溶液性质、气体处理单元的尺寸或气体处理单元中的热力学环境。这些参数之间的相关性进一步增加了复杂性。因此，目前的设计方法需要大量的输入数据来产生反映物理气体处理装置运行和输出性质的可行结果。

US 20120029890A1描述了设计或优化用于分离工艺的塔的方法，其包括计算机执行的步骤，即在数字处理器中提供相对于对象塔的蒸气侧和液体侧传质系数表达式和传质面积表达式，其中蒸气侧和液体侧传质系数表达式和传质面积表达式通过将等同于理论塔板的塔平均高度定义为数学关系式而导出。所述表达式进一步从各塔的曲线拟合经验数据的减小误差中导出。所述方法还包括使用所提供的表达式来确定对象塔的塔高和塔宽配置，以及输出所确定的对象塔的塔高和塔宽配置。

EP 2534592A2描述了计算机建模设备的方法和组合，其包括能够基于有限数据对对象设施设计进行用户指定的输入单元。该对象设施设计包括设计备选方案，以及处理器例程，其耦合到输入单元并且通过形成输入数据集合给严格模拟建模器来响应于用户指定，以对该对象设施设计进行建模。所述严格模拟建模器要求输入的不仅仅是所述有限的数据。

US 7367018B2描述了用于管理跨应用的化学或其他工程工艺的工艺和装置工程数据的方法和设备。所述方法和设备包括多个应用软件中的每一个的相应类视图、复合类视图、概念数据模型和所得的合并多层数据模型。所述多层数据模型使得能够与其他工艺和装置工程应用和程序共享来自多个应用软件的工程和其他数据。