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浅谈裂解炉裂解深度在线优化研究与应用

2014-08-15刘序洋四川石化611930

化工管理 2014年12期
关键词:裂解炉换热器原料

刘序洋(四川石化 611930)

前言

裂解炉的裂解深度往往受到三烯生产企业的高度关注,其程度将直接反映出裂解炉内裂解反应程度。在实际的生产操作中,如果要想得到一定量的三烯产品,一定要对裂解炉的裂解深度进行控制,不可过高也不可过低。现如今,我国的许多三烯生产企业对于裂解炉裂解深度的衡量主要通过炉辐射段出口的平均温度(COT)来体现,出口平均温度的设定值的规范主要是根据原料以及三烯生产企业的相关技术经验来选取。然而,我国的三烯生产企业面临着巨大的挑战,总是受到原料的质量以及油品的性征的影响,使得企业在用裂解炉裂解不同原料时存在着较大的盲目性,久而久之极易导致资源的浪费。

一、裂解炉生产的工艺流程分析

三烯生产企业所用装置裂解炉系统主要由四个部分组成,其中裂解炉是核心部分,另外三个部分分别是引风机、急冷器以及废热锅炉。裂解炉是三烯生产企业的核心装置之一,要想对其进行裂解程度上的在线优化,就必须对其工艺流程进行分析。下面就来分析一下四川石化公司三烯生产的工艺流程,为该公司裂解炉裂解深度的在线优化提供实践资料。

四川石化公司的裂解炉主要是通过七台液相裂解炉以及一台循环气体裂解炉组成,对于三烯的分离主要采用开式热泵进行三烯分离的工作,S&W公司的三烯制备的工艺技术,具有较高的安全性能,另外其装置不会消耗过多的能源,大幅度地降低了投资。

四川石化公司三烯工艺主要采用S&W公司的超选择型裂解炉,该装置炉管具有更小的管径,管长也很短,减少了原料在其中的停留时间,统计显示大概减少了0.2秒,该装置对于裂解原料的选择性较好并且有很长的操作周期。该装置进行原料裂解的裂解收率非常高,裂解温度高,周期长,但是容易结焦。其次是急冷换热器SLE或USX,该设备是由S&W公司和另一个BORSIG公司联合开发的线性的换热器,通过裂解炉高温的作用产生一系列的流出物,换热器可以将这些流出物及时地进行冷却处理,并且有效地回收裂解炉辐射段产生的高温裂解气的高位热能,使与其传热的锅炉给水(BFW)产生超高压的蒸汽,换热器全程采用的是一种套管结构,该结构可以使水汽和裂解气不接触而间壁式传热,通过热虹吸作用使得水汽通过降液管和升气管源源不断的循环进入汽包和SLE(USX)换热器,有效地降低换热器的压差,更加增长了工作的周期,达到更好的换热效果。

二、裂解炉模型的进一步优化

就目前来看,我国在三烯的生产方面都存在着许多的不完善之处,流程的控制以及优化仍需要进一步地进行讨论研究。发展较好的三烯生产企业,大多采用国外引进的先进设备,往往不具有工艺流程模型,在极大程度上耽误了我国自身三烯生产工艺的优化,因此对于三烯裂解炉模型的优化刻不容缓。

三烯生产企业要要努力完善自身数据库的设计,实现数据库的完善。对于现场采集的数据要及时地存储,样本数据及时地进行分析,方便日后的OLAP工作的相关技术分析,与此同时还能够及时地做好决策。需要采用ADO数据库的编程技术,目前,该项技术比较流行,但是对于其的运用却存在着诸多的不同,合理地运用ADO数据库编程技术,可以实现数据处理功能,包括各种类型的数据,而且,该项技术操作上也极其简单,应用极其广泛。

三、裂解炉裂解深度在线优化的应用

1.目标构建

用于生产三烯的裂解原料各种各样,同样的裂解环境下,对于不同原料的裂解会有很大的差异,因此要对三烯裂解炉的裂解深度进行合理地优化,针对不同原料的特性采取不同的措施,使得三烯的产量更加多。在运用三烯裂解炉进行裂解时,一定要保证装置运行的安全性,按时进行检查,出现任何状况都要及时地进行解决,有效保证裂解炉的运行时差。在这过程当中,较难实现的是炉管以及结焦温度的预测,可以通过出口温度等相关方面的间接变量进行预测,掌握裂解炉的操作情况。

2.模型建立

主要是对于裂解深度收得率预测模型的构建,该模型的构建需要掌握优品特性,计算出裂解深度因子与三烯产率之间的关系,通过关系式可以直接看出最佳的裂解深度因子。裂解深度往往受到多方面因素的影响,比如说原料的性质、停留时间、裂解温度及烃分压等等。必须从各个方面做出对策的调整,合理地进行原料的选择,进行模型的构建,使三烯生产的效率达到最佳。

结语

在控制过程领域,一直以来,复杂工业生产过程的模型化以及优化都是人们的热点话题,这也是将控制性的理论完美应用到实际问题的一个挑战。裂解炉裂解深度的在线优化,是一项长久的发展课题,对于该课题的研究关系到我国三烯制造企业的发展命运。裂解炉是三烯生产中的关键装置,它稳定、安全、效率高等先进的特点对三烯的生产起到了很大的作用。因此,对裂解炉设备实行先进地控制、操作优化是一项非常有意义的课题。另一方面,裂解炉裂解深度的在线优化,可以使我国在三烯制造领域跻身发达国家水平,具有深远而又广泛的意义。

[1]蒋勇、王宏刚、梅华、胡天生;乙烯裂解炉裂解深度在线优化研究与应用[J];化工进展;2010、07(05):05-09.

[2]胡益峰;石脑油裂解炉建模技术研究[J];清华大学;2005、04(01):52-55.

[3]冯琛然;四川石化乙烯操作规程[J];兰州大学;2011、04(01):34-35.

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