![]()
![]()
友情提示：此文较长，非技术宅可直接忽略 ...
![]()
随着世界各国对炼化领域优化工作的日益重视和对优化技术的深入研究，国内外相关研究机构和技术公司在炼化优化领域，尤其是模拟优化技术及能量优化研究及软件开发等方面获得了较大的发展，同时应用优化技术也为炼化企业创造了可观的经济效益。
以下分别对模拟优化及能量系统优化理论研究现状、国内外技术公司研究应用现状以及发展趋势进行介绍。
（**1**）能量系统优化理论研究现状
对过程能量系统理论的研究始于上世纪70年代，随着研究的不断深入，国内外学者相继提出了三子系统交互模型、“洋葱”模型和三环节模型等，对能量在过程系统中的结构、作用和变化进行描述。
1983年，Townsend和Linnhoff在研究过程优化涉及的结构化方法时，将过程系统看成是由一些相互作用的子系统所组成，以简化设计优化过程，并提出了三子系统交互模型，将过程系统划分为加工（反应、分离）、换热网络和动力3个子系统，以定性反映过程系统能量转换和利用内在的联系及制约关系，但并不能确切反映能量结构的本质。
1988年，Linnhoff等人提出了“洋葱模型”以强调过程设计的层次特性，其核心为反应子系统，其余由内向外依次为分离子系统、换热网络和公用工程子系统，但该模型只是对过程系统能量结构的粗略描述，没有给出严格、定量的数学模型。
自1982年起，华贲等人以热力学第二定律分析为基础，从能量在过程系统中的变化规律入手，提出并逐步完善了包括能量转换环节、能量利用环节和能量回收环节在内的三环节能量结构模型。该模型给出了严格、定量的过程系统能量流结构拓扑关系，其关键是按功能区分子系统并分别给出了火用经济模型、相应的目标函数和边界条件，并在子系统分解协调优化的基础上进行全局改进方案的火用经济评价调优。但是，由于火用经济分析方法的理论性较强且工作过程比较复杂，使得其在企业实际生产中的应用受到了一定限制。
（**2**）国内外研究及应用现状
①**国外现状**
近年来，KBC公司、ASPEN公司、Shell GlobalSolutions公司、Invensys公司、Honeywell公司和ProcessIntegrated Limited (PIL)公司等国际知名技术及软件公司依托成熟的流程模拟和优化技术，结合先进的夹点分析方法，借助丰富的专家经验，逐步形成了自主的能量系统优化技术解决方案，并在一些国际大型石油公司和炼化企业取得了较好的应用效果。
![]()
KBC公司基于HYSYS.Refinery开发了Petro-SIM过程模拟软件，并拥有可在Petro-SIM中使用的催化裂化（FCC-SIM）、加氢裂化（HCR-SIM）、催化重整（REF-SIM）、石脑油加氢（NHTR-SIM）、柴油加氢（DHTR-SIM）、VGO加氢（VGOHTR-SIM）、渣油加氢脱硫（RHDS-SIM）、延迟焦化（DC-SIM）、烷基化（ALK-SIM）、减粘裂化（VIS-SIM）、异构化模型等标准反应堆模型套件；研究开发了用于换热网络优化的SuperTarget软件、蒸汽系统模拟优化的ProSteam软件和基于BT(BestTechnology)指数的最佳能量使用效率技术。其研究提出的全厂能量一体化技术（Total Site），使用全厂夹点分析技术和应用战略性节能发展规划路线图RoadMaps，对全厂工艺装置和公用工程系统的用能和供能进行分析、优化并排序，从而找出最快捷有效的改进途径。目前，KBC已在BP、BASF、ESSO、Chevron、Total、COSMO、日本能源全球等50多个炼油厂和化工厂实施了Total Site全厂能量优化项目，实现节能15%~30%，氢气需求减少8%~20%，压缩机节能25%~35%，总成本下降14%~20%。例如，欧洲某炼厂通过应用Total site技术进行夹点分析和蒸汽系统建模，在公用工程方面提出了透平改造、余热利用、联合发电等若干节能项目，实施后炼厂能源密度指数（Energy IntensityIndex, EII）下降5个点；南非的Sasol燃料公司应用Total Site技术对公用工程系统进行分析后，提出了改善换热网络、增加联合发电等许多典型的节能项目，实施后可使公用工程需求量节约30％左右。
Aspen公司拥有众多的模拟优化软件产品，主要包括用于化工流程模拟的Aspen Plus、炼油流程模拟的Aspen RefSYS、化工流程模拟的HYSYS、动态模拟的Aspen Dynamics、换热网络优化的HX-Net和Aspen Pinch、公用工程系统优化的Aspen Utilities、实时优化的Aspen PlusOptimizer、换热设备模拟计算的Aspen HTFS+ 系列产品、部分炼油反应装置模拟软件和聚合物反应模拟的POLYMER等。其中，Aspen Plus是稳态流程模拟工具，是唯一将序贯模块和联立方程两种算法同时包含在一个模拟工具中的软件产品；HYSYS原是加拿大Hyprotech公司产品，2002年Aspen公司收购该公司后，HYSYS成为Aspen公司旗下的产品，是唯一同时具有稳态和动态模拟功能的软件产品；Aspen PlusOptimizer允许用户利用联立方程求解算法对拥有多个自由度的非线性目标函数优化问题进行快捷准确的求解，为过程工业的工程师提供了一种求解大型复杂工艺流程的有效工具，为实施闭环实时优化系统创造了条件，作为Aspen Plus的嵌套产品，能够全面支持Aspen Plus中涵盖的自由度、约束条件以及目标函数设定、配置等功能，可用于在线工艺优化和离线模拟。基于上述软件产品，Aspen公司进一步研究提出了能量优化整体解决方案，并借助其专家力量在许多炼化企业开展了能量系统优化分析工作。例如，Aspen于2000年对BP的Bulwer Island炼厂实施了公用工程系统优化项目，投资回收期低于1年；对位于韩国Yosu的YNCC乙烯厂开展了乙烯装置节能优化改造项目，通过操作工况调整和设备改造，实现产量增加10%、单位能耗降低2.2%；2005年，开展了中海油惠州炼油厂设计方案的能量系统优化分析，包括氢气系统分析和优化、全厂蒸汽系统分析和优化、全厂燃料和电力（热电联供）系统分析和优化、全厂范围内夹点分析等，优化后设计方案的EII从80降到61.5，相当于年经济效益2.4亿美元。
Shell GlobalSolutions公司利用其内部的专业咨询团队和引进开发的模拟优化软件开展能量系统优化分析工作，使用的软件产品包括Aspen Plus、Unisim和自主开发的ECU、SHARC、plan24tune、EMS等。其中，ECU软件用于乙烯裂解炉模拟优化、SHARC软件用于催化裂化装置模拟优化。目前，Shell GlobalSolutions已在全球29家炼厂和石化企业开展了能量系统优化实施，为炼厂降低了约2％～7％的能耗，为石化企业降低了约3％～5％的能耗。
Invensys公司在流程模拟（稳态和动态模拟）、离线和在线优化、操作员培训系统等方面拥有诸多软件产品，包括用于化工流程模拟的PRO/II、用于换热设备和网络优化的HEXTRAN、用于动态过程模拟的DYNSIM、用于在线模拟优化的ROMeo等。2002年，该公司分别为韩国Daesan的乙烯厂和日本Mizushima的炼油厂进行了乙烯公用工程系统优化；2005年，分别为Ohita的乙烯厂公用工程系统和Aichi的炼油厂公用工程系统进行优化改造。
Honeywell公司于2004年收购了用于稳态和动态模拟优化的软件产品HYSYS，2005年在HYSYS和UOP技术基础上推出了新一代流程模拟软件系统UniSim，将设计、在线优化及操作员培训系统集成在同一产品环境下，增加及强化了换热网络优化、流程过程合成等技术。其中，UniSim Desig用于稳态流程模拟，Unisim DynamicOption用于动态流程模拟，UniSim SQP Optimizer Option用于流程模拟优化，UniSim ExchangerNet用于夹点分析与换热网络设计，Profit Optimizer用于在线动态优化。
PIL公司研究开发了热回收换热网络系统设计与改造技术及HEAT-int软件、全厂蒸汽动力系统设计与操作优化技术及软件SITE-int、用于全厂氢资源管理与优化的氢夹点分析技术及软件H2-int。其中，H2-int软件产品具有独特的加氢装置建模方法和先进的数学优化方法，并与氢网络的严格流程模拟相结合，能够准确描述各单元操作，对炼厂氢气系统操作进行全局调优。目前，该公司已实施了多项能量系统优化项目，取得了较好的节能效果。例如，对BP的Grangemouth炼厂13套炼油装置（3套常减压、加氢裂化、催化裂化、重整、烷基化、多套加氢精制）和8套石化装置进行了能量系统优化分析，在只做操作调整的情况下年节能效益达到780万美元；对BP的Coryton炼厂25套装置进行能量系统优化，在只做操作调整的情况下年节能效益达到370万美元。
![]()
②**国内现状**
近些年，优华过程技术公司、大连理工大学、中国科学院、清华大学、华南理工大学等在引进部分国际先进模拟优化软件的基础上，自主研究形成了深度热出料和大系统热联合、虚拟温度法等专有技术，开发了换热器优化软件、换热网络优化软件和蒸汽动力系统优化软件等产品，开展了装置及装置间、换热网络、蒸汽动力系统等的能量综合优化工作，获得了较好的经济效益。
优华过程技术公司的能量系统优化技术基于过程系统“三环节”能量综合优化理论和方法形成，运用该技术已为国内炼化企业开展了40余项节能改进工程项目。其中，2002年9月通过的由广东省科技厅组织的鉴定成果“过程工业能量系统优化在石油石化行业中的工程应用”，为4家企业创效益1.2亿元/年。该公司研究开发的专有技术和软件产品包括：专用换热器优化软件（HEDO）、加氢装置热进料后的能量优化技术、深度热出料和大系统热联合专有技术、低温热的大系统综合利用技术、蒸汽动力系统优化软件（STOpti）、专用于全厂循环水系统优化的CWopti工艺包、机泵节电成套技术、换热网络优化软件（ODHEN）等。2001年，开展了大庆炼化常减压装置能量系统优化改造工程，优化改造后一套常压减少蒸汽用量2t/h~3t/h，换热终温提高10℃以上，降低燃料消耗100kg/h；二套常压提高换热终温6℃~8℃，降低燃料消耗200kg/h~250kg/h；减少大气分蒸汽用量8t/h~10t/h，增加低温热回收约2500 kW，总投资约8000万元，实现年节能效益3200万元。对原油加工能力1300万吨/年的某石化企业开展了能量系统优化，提出并实施了热供料与热联合、低温热系统优化和蒸汽动力系统优化等项目，总工程费用为1.6亿元，实现能耗降低14.9千克标油/吨，年经济效益为3.6亿元。
大连理工大学化工学院在自主创新的基础上开发出了“过程系统能量集成技术”，首次提出了“过程系统用能一致性原则”，将大规模、复杂的全过程系统从用能的本质上统一为整体，其能量集成问题转化为相应的有约束换热网络系统的最优综合问题，开发了大规模能量网络优化综合系统软件V1.0，能够有效地求解大规模系统能量集成问题；首次提出采用“虚拟温度法”（即有效温位）进行操作型与设计型的夹点分析，正确地描述能量在系统中的流动分布状况，进而做出用能状况的准确诊断；总结归纳出“过程系统能量集成策略”，指导实施过程系统用能诊断、发现瓶颈、脱瓶颈以及生产装置节能与扩容的同步优化。目前，这项技术已应用于大连、吉林、辽阳、抚顺、燕山、齐鲁等石化企业20余套生产装置的用能状况和生产能力分析，提出的节能与扩容技术改造方案已实施8项，可达到节能10%~20%及扩产20%~30%，实现年经济效益8000万元。其中，利用虚拟温度法对国内某乙烯装置冷箱系统进行用能诊断分析，找出过程系统的用能瓶颈，并针对低温过程传热温差较小以及冷公用工程采用中间公用工程的特点，提出了低温过程多流股换热器网络的综合方法，实施后冷公用工程用量降低了44.5%。
清华大学化工系过程系统工程研究所研究开发了高柔性、低灵敏度的换热网络模拟系统HEXTH和全厂总能系统优化设计工具TSES，并在燕山石化、齐鲁石化和锦西石化等得到应用。在乙烯装置模拟优化方面，开发了GK-V型乙烯裂解炉模拟分析系统PYRO-SimP和乙烯裂解炉模拟及优化系统EPSOS，并为兰州石化小乙烯装置开发了裂解反应动力学模型和全周期操作优化模型，有效指导了装置操作，为双烯产率的提高和装置乙烯综合能耗的降低提供了技术支持。此外，采用PIL公司的HEAT-int软件和清华大学的HEATSim软件，研究开发了工艺过程热回收系统优化改造的软件平台，能够进行换热网络自动设计和改造、换热网络模拟和优化等；采用PIL公司的SITE-int软件和清华大学的HEATSim软件，研究开发了全厂蒸汽动力公用工程优化改造软件，能够进行公用工程系统工程分析、汽电联产目标分析与优化、公用工程系统模拟优化等。
中国科学院过程所同日本三菱公司合作，开发了重油延迟焦化流程模拟系统，提出碳数组分模型，开发了延迟焦化反应器模型，通过Pro/II软件接口，成功嵌入到Pro/II软件中；自主开发了延迟焦化全过程流程模拟的专用软件，可完全独立于现有商业化流程模拟软件运行；提出了基于有效能的全过程能效分析模型和数据库系统，对原料、流股、单元及全过程的能量利用效率和能耗损失原因进行分析，系统可以单独运行，也可与流程模拟软件如Pro/II、Aspen等实现联接。
（**3**）关键技术研究及应用现状
①**用能评价方法**
目前，获得国外炼化企业和石油公司普遍认可的主要炼油能耗评价指标为所罗门公司提出的能源密度指数（EII）和KBC公司的最佳实践指数（Best Technology,BT）。此外，Shell公司也有其内部专用的能耗评价指标CEL（Correct EnergyLoss），但在进行能耗基准对比时仍需结合所罗门的EII指数。其中，EII指标由炼厂实际总能耗、装置利用能力、装置的能耗指标和界区外系统能耗等主要因素确定，能够反映炼厂装置条件、进料水平、操作条件和产品质量对能耗的影响，是考虑了炼厂复杂程度后的综合能耗指标，主要用于不同企业之间的横向竞争力对比。KBC公司的BT指数主要在纵向比较企业现有能耗与其最佳水平之间差距的基础上进行企业间排名，该指标能够较为合理的反映原料、工艺和设备对能耗水平的影响，并能指出炼化企业装置及全厂用能的薄弱环节，为企业有针对性的开展能量系统优化指明方向。由于上述指标比较客观且易于寻找节能潜力和指导节能工作，因此，在国外炼化企业开展能量系统优化分析时得到了较为广泛的应用。但是，由于用能评价方法的具体研究内容是上述公司的核心技术之一，因此具体研究内容不对外公布和转让。
国内炼油企业普遍采用的是美国阿莫科公司上世纪80年代提出的炼油综合能耗和单因耗能指标，化工业务则一直采用化工产品综合能耗指标。2005年，中国石化在原有炼油能耗计算标准的基础上进行了修订，主要是根据目前炼油装置生产工艺的变化情况对各炼油装置的能量系数进行调整。2006年，中国石油对乙烯产品综合能耗计算标准进行了修订，修改了计算范围，增加了双烯能耗等指标。上述能耗评价指标的优点是简化了能耗概念，易于各装置间的能耗对比，也易于进行炼厂间的能耗对比，但只能用于企业全厂和装置的整体用能水平分析，无法反映原料、工艺、设备等对装置能耗的影响程度，特别是不能进行装置内用能系统和用能设备关键指标的对比，不能直接用于寻找装置和系统关键环节的节能潜力。
②**炼化工艺流程模拟优化技术及软件**
炼化过程模拟采用的方法主要包括三类：序贯模块法、联立方程法和联立模块法。其中，序贯模块法是逐个单元模块依次序贯计算求解系统模型的一种方法，由于建模直观、易于理解，目前多数应用广泛的炼化全流程模拟软件都基于该方法开发。炼化过程的优化方法则主要包括数学规划法、人工智能法和夹点分析法（主要用于换热网络优化）。
以下综述的模拟优化软件产品主要基于上述模拟和优化方法。
Petro-SIM是一个全功能图形化过程模拟器，该模拟器将业界领先的KBC Profimatics技术和业已证明的炼厂严格过程模型结合起来，基于HYSYS.Refinery界面而开发。Petro-SIM能够建立典型的“桌面炼油厂”，还提供了一套较完整的炼油生产装置反应模型，包括催化裂化装置、催化重整装置、加氢裂化装置、加氢精制（含石脑油加氢、柴油加氢、蜡油加氢和渣油加氢脱硫）、延迟焦化、芳烃歧化、异构化等。该软件已应用于全球120多家炼化企业，在生产计划优化、PIP和能量系统优化方面取得很好的效果。
Aspen RefSYS是Aspen公司以成熟的通用流程模拟系统HYSYS为平台，并融合了Aspen和世界著名炼油技术公司UOP的各种炼油反应模型（包括催化裂化、催化重整、加氢裂化和加氢精制）而建立的适用于炼厂全流程模拟的优秀软件，能够帮助炼厂改进操作方法，更准确地对全厂效益进行预测。目前，全球排名前25个的石油公司中有23个使用该产品。
Aspen Plus是Aspen公司的化工稳态流程模拟工具，能够解决连续过程的稳态质量和能量平衡，拥有完备的数据库，产品线较长、集成能力很强，是唯一将序贯模块SM和联立方程EO两种算法同时包含在一个工具中的模拟软件，除组分、物性和状态方程外，还包括丰富的单元操作模块，具有强大的模型、流程分析功能。
Invensys公司的PRO/II产品是通用化工稳态流程模拟软件，最早起源于1967年SimSci公司开发的世界上第一个炼油蒸馏模拟器SP05。1973年，SimSci推出基于流程图的模拟器，1979年推出基于PC机的流程模拟软件Process（即PRO/II的前身）。PRO/II拥有完善的物性数据库、强大的热力学物性计算系统以及40多种单元操作模块，可用于流程的稳态模拟、物性计算、设备设计、费用估算／经济评价、环保评测以及其它计算。
ROMeo是Invensys公司与Shell公司联合开发的新一代具有开放式应用架构的在线优化系统，结合了Invensys公司在热力学和单元过程等方面的优势以及Shell公司在数学建模和优化算法方面的领先技术，是一套基于严格机理、面向方程求解的在线模拟优化系统，能够为炼油过程的模拟与优化提供全面的软件解决方案。ROMeo已成为ExxonMobil公司进行工艺过程在线优化的标准软件产品。
Unisim是Honeywell公司于2005年在HYSYS及UOP技术的基础上推出的新一代的流程模拟软件，将设计、模拟、在线优化及操作员培训系统集成在同一个产品环境下，增加及强化了换热网络优化、流程过程合成等技术。
![]()
③**炼化重点装置模拟优化技术及软件**
常减压蒸馏装置作为炼油厂的龙头装置，主要包括初馏塔、常压塔和减压塔等具有中间进料、多股出料、中段回流的复杂精馏塔。此类复杂精馏塔的模拟方法主要包括逐板计算法、矩阵法、F因子法，最常用的是逐板计算法，并且已形成了相应的模拟模块，如Aspen RefSys的PetroleumDistillation Column模块、Petro-SIM的DIS-SIM、Aspen Plus的PetroFrac模块等。这些模块已应用于诸多炼厂，均能达到满意的精度。
催化裂化装置是炼油厂重要的二次加工装置，其模拟优化的核心在于反应-再生系统。目前，国内外开发的相关模拟优化软件产品主要有Aspen公司的Aspen FCC和Aspen RefSYSCatCracker、KBC公司的FCC-SIM、Shell公司的SHARC等以及国内洛阳石化工程公司的FCCM。其中，Aspen FCC软件的反应模型部分采用了目前表征催化裂化反应较为全面和成熟的21集总反应动力学模型，能够比较合理地描述催化裂化的反应历程，提升管反应器模型设1个预提升段和2个反应段，产物分离部分采用关联方法进行切割，可以模拟进料性质、操作条件等变化时产物分布和产品性质的变化规律，还可以进行装置的优化计算，设定的优化目标可以是特定产品的最大收率，也可以是装置的最大经济效益，优化变量为原料预热温度、提升管出口温度、再生烟气含氧、沉降器压力、再生器压力、回炼油流量、回炼油浆、催化剂活性等。Aspen RefSYSCatCracker是一款简单易用的严格机理模型，是Aspen RefSYS中的炼油单元模块，能够迅速集成到全厂流程中。
KBC公司的FCC-SIM是催化裂化装置机理模拟模型，用严格的焦炭燃烧动力学原理建立热量平衡模型，具有详细的提升管反应器、再生器烧焦等动力学模型，催化剂活性模型能够为某一具体的催化裂化单元选择最优原料、转化率和催化剂等。
Shell公司1995年推出的SHARC也是严格机理模型，可用于预测原料、催化剂与操作条件变化对催化裂化装置运行的影响，优化装置运行，至今已升级7次。该模型先计算出装置的碳与热平衡，再预估原料、催化剂加入率与操作条件变化对收率与产品性能的影响，使用户通过原料选择与优化、催化剂评估与控制来改善装置运行；采用Shell专有的原料特性表示技术，如用不可蒸发焦炭（NVC）预测焦炭产率比通常用康拉逊残炭更确切；具有开放式结构，易与其它在线优化器、炼油厂线性规划模型结合应用。洛阳石化工程公司的FCCM是在重油催化裂化十三集总动力学模型和催化剂再生本征动力学和再生器流动、传递模型的基础上开发的，适用于不同类型的反应器和再生器。
催化重整是炼油厂重要的二次加工装置之一，重整反应动力学模型的研究和开发是实现重整装置全流程模拟的核心内容。由于参与反应的化合物达300多种，涉及环烷烃脱氢芳构化、烷烃脱氢环化、异构化、加氢裂化等反应，这些反应或串联、或并行、或交叉，构成了复杂的反应体系，因此反应动力学模型开发过程的关键是合理简化集总组分，构造组分间的反应网络。目前，国内外学者已开发了许多集总反应动力学模型，包括Smith的4集总模型、Ramage的13集总模型、翁惠新等人提出的16集总模型、Jorge的24集总模型、Froment的28集总模型等。最具代表性的是Ramage的13集总模型，该模型广泛用于工业装置的开工、过程监视、故障诊断、优化操作及设计、研究开发指导等方面，取得了显著的经济效益。目前，部分通用流程模拟软件已内置了催化重整反应模型，如Aspen RefSYS的Reformer模块、KBC的Ref-SIM模块。Aspen RefSYS内置的催化重整反应模型可以模拟连续重整、半再生式重整装置，具有以催化剂金属的负载及历史的催化剂表现为依据的催化剂失活速率。KBC公司的REF-SIM有连续重整、半再生重整和循环单元的模型，包含由碳数及类型决定的详细的动力学反应。
加氢裂化装置作为生产高质量轻质油品的重点装置，建模要求严格。目前，几个有代表性的加氢裂化反应动力学模型包括：1）根据产品数目和沸程范围划分的四集总模型，将该模型应用于罗马什金减压馏分油及阿兰斯减压馏分油，在一定温度、压力下，反应模型预测值与实验值一致；2）窄馏分多集总反应动力学模型，此模型在较宽的原料沸程范围预测产品的沸程及收率与中试工业数据较为一致，因此被认为可借此模型内插预测未经试验的产品收率；3）按沸点和化学性质划分的七集总模型。目前，通用的加氢裂化模拟软件有Aspen RefSys的Hydrocracker模型和KBC的HCR-SIM模型。其中，Hydrocracker模型包括所有关键反应的模型，如加氢脱硫、加氢脱氮、脱金属、烯烃及芳烃饱和、开环、脱烷环化、石蜡裂解、石蜡异构化以及催化剂失活模型。KBC的HCR-SIM模型也包含所有关键反应，利用详细的热平衡计算反应床温度的上升，能够准确预测产物和氢气的消耗量。
加氢精制流程包括反应器、汽液分离器、换热器、汽提塔、离心式压缩机等，反应动力学模型包括烯烃饱和模型、脱硫模型、脱氮模型、脱氧模型、芳烃饱和模型、芳烃开环模型以及环烷烃开环模型等。目前，通用的加氢精制模拟软件有Aspen RefSys的Hydrotreator模型和KBC的DHTR-SIM模型。Hydrotreator模型包含专门的馏分油、蜡油及渣油原料模型；DHTR-SIM模型具有对所有关键反应的严格动力学表征，包括加氢脱硫、加氢脱氮、芳烃饱和及裂解，对超低硫含量级别的脱硫能够准确表征。
针对延迟焦化装置机理模型的文献报道较少，目前开发的焦化装置模拟软件产品主要有KBC的DC-SIM、洛阳石化工程公司DCLK和中国科学院过程所的重油延迟焦化流程模拟系统。其中，KBC公司的DC-SIM软件是延迟焦化装置机理模拟模型，能够模拟焦炭塔温度、循环比、操作压力和原料性质等关键工艺变量的各种影响，可以内置于Petro-SIM中使用。洛阳石化工程公司的DCLK软件是基于焦化十一集总反应动力学动态机理模型开发的可动态模拟工业延迟焦化过程的模拟优化软件，该软件可以体现工业延迟焦化装置的非稳态性等特点，能够预测焦炭塔一个操作周期内任意时刻的产品产率和焦炭塔内各物料的即时组成。中国科学院过程与日本三菱公司合作开发的重油延迟焦化流程模拟系统，包括延迟焦化反应器模型、延迟焦化全过程流程模拟、基于有效能的全过程能效分析模型和数据库系统等，能够单独运行，也可与流程模拟软件如Pro/II、Aspen等实现联接。
乙烯装置的节能优化方向主要包括裂解反应模拟优化和冷区模拟优化。目前，裂解反应模型可分为以下3类：以KSF裂解深度函数和PONA值描述裂解过程产品分布模型为代表的经验动力学模型；以kumar模型为代表的分子反应动力学模型；以SPYRO模型为代表的机理模型。主要软件产品有：SPYRO
