梅华，王哲，何燕锋，，王振雷

（1华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室，上海200237；2中国石化上海石油化工股份有限公司烯烃部，上海200540）

乙烯装置是石油化工工业的龙头，而乙烯裂解炉是整个乙烯装置的核心，是乙烯装置经济效益的决定环节，裂解炉的能耗占整个乙烯装置总能耗的50%～60%[1]。在裂解炉中，石油烃经过气化后在炉管中被进一步加热至高温从而发生裂解反应，产生甲烷、乙烯、丙烯等小分子烃以及在炉管壁上形成焦层。根据裂解反应机理可知，随着裂解反应进行程度的增加，氢气和甲烷的收率随之一直上升，而丙烯和乙烯则会进一步裂解或者发生脱氢、缩聚等二次反应变成焦[2]。

裂解深度是衡量裂解反应进行程度的重要参数，与原料组成、炉管出口温度（COT）、停留时间、炉管出口压力（COP）、汽烃比（SOR）等工艺参数有关。因此，可通过优化炉管出口温度、进料负荷、汽烃比等工艺操作参数来调整裂解深度以获得期望的气相裂解产物收率分布。目前关于裂解炉建模、控制与优化问题一直是国内外科研机构和学者研究的重点。文献[3]提出分别用甲烷收率（或者丙乙比）和乙烯/乙烷比来反映反应温度和汽烃比对裂解产物分布的影响，并给出保持裂解产物分布恒定的优化调整策略。文献[4-5]应用SPYRO裂解反应机理模型[6]对裂解产物分布进行预测，通过离线优化的方式寻找裂解炉的最佳操作参数。文献[7-8]则将SPYRO模型参数嵌入到非线性规划优化算法中求解乙烯裂解炉的优化参数。……