試論乙烯裂解爐裂解深度在線優(yōu)化與應用

1、<p>　　試論乙烯裂解爐裂解深度在線優(yōu)化與應用</p><p>　　摘　要：根據(jù)乙烯裂解爐在裂解深度方面存在的優(yōu)化問題，本文從乙烯產(chǎn)品和丙烯產(chǎn)品的實際經(jīng)濟效益出發(fā)，合理制定了乙烯裂解爐在雙烯收率上最佳經(jīng)濟效益的優(yōu)化標準，只有完成該經(jīng)濟標準的優(yōu)化，才可以在工藝參數(shù)和裂解原料不同的情況下，獲得裂解爐在運行過程中的最佳裂解深度，真正實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。 </p><p>　　關鍵詞

2、：乙烯裂解爐　在線優(yōu)化　裂解深度 </p><p>　　近年來，人們開始越來越關注乙烯裂解爐在控制裂解深度上存在的問題。乙烯裂解爐的裂解深度是評定裂解爐內(nèi)裂解反應實際進程的主要標準，在應用過程中為了取得相應乙烯產(chǎn)品和丙烯產(chǎn)品的收率，裂解深度一定要控制在適宜范圍內(nèi)[1]。本文主要從乙烯產(chǎn)品和丙烯產(chǎn)品這兩者的經(jīng)濟效益出發(fā)，有效提出與裂解深度相適應的優(yōu)化策略。 </p><p>　　一、建立裂解

3、深度在線優(yōu)化的目標 </p><p>　　由于裂解原料各不相同，所以裂解深度在相同的條件下，裂解過程中所產(chǎn)生的乙烯收率與丙烯收率也極有可能會存在一定的差異，這就需要按照原材料主要特征和裂解爐實際運行情況來準確調(diào)整好裂解深度，以便雙烯收率達到最優(yōu)化狀態(tài)，促使整個裂解爐在運行中實現(xiàn)最大化經(jīng)濟效益。因此，從乙烯產(chǎn)品和丙烯產(chǎn)品的經(jīng)濟效益出發(fā)，具體優(yōu)化性能標準可進行如下定義。 </p><p>　　

4、在裂解爐橫跨段溫度（xot）、總負荷（feed）、DS流量（ds）等多種工況參數(shù)保持不變的條件下，公式①所顯示的優(yōu)化性能標準可直接簡化成公式②。 </p><p>　　公式②中， 表示乙烯與丙烯間的質(zhì)量比，也就是丙乙比； 表示乙烯收率函數(shù)，也就是關于原料特征、DS流量、丙乙比、 等多種工藝參數(shù)的具體函數(shù)。 </p><p>　　除此之外，裂解爐在運行時一定要確保裂解爐的運行安全，同時盡量延

5、長裂解爐的實際運行周期。雖然受到廢鍋結(jié)焦、爐膛熱場分布以及爐管等多方面因素的影響難以進行正確預測，但通過廢鍋出口溫度、COT溫度（cot）以及爐管表面溫度等各方面間接變量，可以再極大程度上體現(xiàn)出裂解爐的實際運行情況[2]。 </p><p>　　二、構(gòu)建裂解深度的收率預測模型 </p><p>　　由上述分析結(jié)果可知，要想實現(xiàn)乙烯裂解爐在裂解深度方面的在線優(yōu)化，就要在充分了解各種裂解原料特

6、征的前提下，獲取乙烯產(chǎn)品和丙烯產(chǎn)品兩者的收率模型。而只要在確定各式各樣油品特征的情況下，全面掌握好裂解深度因子（也就是丙乙比）與雙烯收率相互之間存在的函數(shù)關系，就可以在現(xiàn)有原料特征和工藝條件下，獲得具有一定優(yōu)化標準的裂解深度因子。 </p><p>　　乙烯裂解爐的裂解深度會受到多種因素的影響，而xot、停留時間、爐管出口溫度、汽烴比、裂解原料構(gòu)成等方面是裂解爐受到影響的主要因素[3]。為此，當然會選擇xot、c

7、ot、汽烴比、具體進料負荷、直鏈烷烴之和、裂解原料密度以及正異構(gòu)烷烴比作為乙烯裂解爐在裂解深度中收率預測模型的實際輸入變量，那么模型的輸出自然是丙乙比和雙烯收率。 </p><p>　　為了可以獲得更加準確的收率預測模型，一般都需要具備可以包容裂解爐絕大多數(shù)運行工況的全方位效驗數(shù)據(jù)，但按照裂解爐裝置的實際情況是無法實現(xiàn)的。因此，可有效綜合機理建模與經(jīng)驗建模的具體特性來合理制定出機理與經(jīng)驗相結(jié)合的建模方案，其具體實

8、施過程表現(xiàn)在以下兩個方面：①把xot、cot、汽烴比、油品信息和裂解原料總量等方面所包含的直鏈烷烴之和、裂解原料相應密度以及正異構(gòu)烷烴比等多種工藝參數(shù)的實際遍歷信息正確輸入到現(xiàn)有的乙烯裂解爐模型，通過反復模擬運算之后就可在不同工藝參數(shù)下，獲得裂解該種原料過程中的雙烯收率數(shù)據(jù)；②依照機理模型所產(chǎn)生的樣本數(shù)據(jù)，應用神經(jīng)網(wǎng)絡與模糊系統(tǒng)等多種智能型建模方法后，可獲得雙烯收率和裂解深度因子相互之間的收率預測模型。 </p><

9、p>　　選擇我國某乙烯裝置裂解爐為實際案例，采用上述所說的建模方式來獲取該爐裂解過程中的雙膝收率模型。由圖1所示，模型預測值和實際測量值有著一定偏差，但兩者的變化趨勢大致相同，且兩者之間存在的偏差可利用在線校正和滾動優(yōu)化策略來進行消除。 </p><p>　　將該乙烯裝置裂解爐投入使用，觀察其在投入使用前后各項數(shù)據(jù)的變化情況（如表1所示）。 </p><p>　　由表1可以看出，該裝

10、置在投入使用深度優(yōu)化后，乙烯收率在逐漸降低的同時，丙烯收率獲得了大幅度增長，并且也大大減少了燃料氣的消耗量，增加了經(jīng)濟效益，與投入使用前對比，實現(xiàn)了良好的優(yōu)化。 </p><p><b>　　三、結(jié)束語 </b></p><p>　　綜上所述，為了有效解決乙烯裂解爐在裝置裂解深度過程中存在的優(yōu)化問題，應從乙烯產(chǎn)品和丙烯產(chǎn)品的經(jīng)濟效益出發(fā)，在此基礎上提出具有一定優(yōu)化標準

11、的裂解深度優(yōu)化方針[4]。在實際優(yōu)化過程中，要先建立裂解深度在線優(yōu)化的目標，并有效構(gòu)建裂解深度的收率預測目標，在現(xiàn)有裂解原料和工藝參數(shù)的條件下獲取裂解爐運行中的最優(yōu)裂解深度。同時要注意努力克服工藝參數(shù)與雙烯收率模型這兩者的不確定性因素，以達到經(jīng)濟效益最大化的目的。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]袁比飛,盧貴武.新型乙烯裂解