浅析模拟仿真技术在石油化工中的应用

在石油化工的生产中，经常需要高温、高压等环境，很多化工原料都具有一定毒害，因此石油化工属于高危险行业。随着近些年经济和科技的发展，石油化工企业的规模越来越多，一旦发生爆炸或毒害原料的泄漏，就会造成严重的破坏，引起不良的社会反应。受到技术水平的限制，我国石油化工中存在的安全隐患更多，近些年来兴起的虚拟仿真技术，开始在石油化工领域中应用，通过对工艺过程和设备运行情况等仿真，可以及时发现生产中存在的安全隐患等。

石油化工生产工艺的仿真

目前对于石油化工生产工艺的仿真，主要可以分成定性和定量仿真两种。在定量仿真中，利用HYSYS等仿真软件，可以观察到工艺的运行情况，在实际生产之前，通常会设计多个生产方案，在传统的石油化工生产中，只能利用理论分析的方式得出一个理论上最佳的生产方案。而利用仿真软件，就可以观察每个方案的实际运行情况，对生产过程中的安全、效率等参数进行对比，最后选择一个最佳的方案，这样方案更加贴近实际的生产。虽然定量的仿真比较精确，但是受到当前技术水平的限制，定量模型的设计比较困难，通常需要很大的工作量，因此在实际的仿真中，经常会使用定性仿真。定性仿真自身比较简单，只要能够得出定性的结果即可，但是由于实际生产中的不确定因素有很多，因此定性仿真结果没有定量仿真那样精确，只有技术人员具有足够的专业素质和经验，才能够很好地完成定性仿真。现在的石油化工生产工艺仿真中，为了保证仿真结果的准确性，通常会采用定量加定性仿真结合的方式。

石油化工生产设备的仿真

生产设备的运行情况，不但会影响实际的生产效率，还会对安全事故的发生几率产生影响。据相关的统计表明，在设备断裂的事故中，超过九成以上的事故是由于设备疲劳导致的，由此可以看出，设备的运行情况，对于生产安全来说，具有非常重要的作用。在传统的石油化工生产中，只能依靠技术人员的经验，对设备的运行情况进行判断，这样的生产方式具有很大的不确定性。模拟仿真技术的出现，很好地解决了这个问题。只要输入相应的设备参数，在计算机中虚拟出一个生产环境，就可以观察设备的实际运行情况，对设备的未来状态进行预判，这样就可以有效防止设备故障导致的生产以及安全事故等问题。

目前石油化工中常用的设备模拟仿真软件，是由英国软件公司开发的高级结构疲劳分析软件。现在西方发达国家的石油化工生产中，都会利用相应的模拟仿真软件，对设备的运行情况进行仿真，从而优化实际的生产结构，相比之下，我国的石油化工企业，受到成本和技术水平的限制，对设备等进行模拟仿真的情况较差，在一定程度上影响了实际的生产效率和安全。

安全事故的仿真

石油化工作为高危险性的行业，发生安全事故的几率较大，如表1所示我国2010年到2013年石油化工业发生的影响较大的安全事故，从中可以看出，安全事故的发生频率正在逐年增加，其中很多影响较小的安全事故还没有进行统计。这些事故的发生，在造成经济损失的同时，还会导致大量的人员伤亡，造成恶劣的社会影响。

表1 2010年到2013年我国石油化工业安全事故统计

随着近些年我国石油化工产业安全事故频发，政府部门非常重视生产的安全情况，并制定了相应的政策法规，要求石油化工企业严格执行。企业从自身的角度出发，也开始采取多种措施来确保生产的安全。受到自然和人为因素的影响，石油化工生产中的安全事故发生几率较大，如果采用传统的预防措施，如及时进行设备维护和人员巡查以及提高人员的安全意识等，很难从根本上杜绝安全事故的发生。如果充分利用模拟仿真技术，在计算机上虚拟相应的安全事故，就可以在实际生产过程中，重点关注出现问题的地方，通过这样的仿真，也可以训练应对安全事故的能力。经过实际调查发现，每个石油化工企业，都会设计自己的紧急事故处理方案，但是这些方案的设计都是在理论的情况下，使用价值较少，真正发生安全事故时，很难执行这些方案，而利用模拟仿真技术，对这些应急方案进行优化，就可以很好地提高企业应对突发事件的能力。

结语

石油化工生产的安全问题，一直都是企业关注的重点问题。模拟仿真技术在实际应用的过程中，能够影响仿真效果的因素有很多，包括计算机等硬件设备的性能及输入相关参数的准确性等，如果仿真的结果不够准确，那么就失去了仿真的意义，因此应用仿真技术，相关技术人员必须具有足够的专业素质。