淺談裂解爐裂解深度在線優(yōu)化研究與應(yīng)用

劉序洋（四川石化 611930）

前言

裂解爐的裂解深度往往受到三烯生產(chǎn)企業(yè)的高度關(guān)注，其程度將直接反映出裂解爐內(nèi)裂解反應(yīng)程度。在實(shí)際的生產(chǎn)操作中，如果要想得到一定量的三烯產(chǎn)品，一定要對裂解爐的裂解深度進(jìn)行控制，不可過高也不可過低?，F(xiàn)如今，我國的許多三烯生產(chǎn)企業(yè)對于裂解爐裂解深度的衡量主要通過爐輻射段出口的平均溫度（COT）來體現(xiàn)，出口平均溫度的設(shè)定值的規(guī)范主要是根據(jù)原料以及三烯生產(chǎn)企業(yè)的相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)來選取。然而，我國的三烯生產(chǎn)企業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，總是受到原料的質(zhì)量以及油品的性征的影響，使得企業(yè)在用裂解爐裂解不同原料時(shí)存在著較大的盲目性，久而久之極易導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。

一、裂解爐生產(chǎn)的工藝流程分析

三烯生產(chǎn)企業(yè)所用裝置裂解爐系統(tǒng)主要由四個(gè)部分組成，其中裂解爐是核心部分，另外三個(gè)部分分別是引風(fēng)機(jī)、急冷器以及廢熱鍋爐。裂解爐是三烯生產(chǎn)企業(yè)的核心裝置之一，要想對其進(jìn)行裂解程度上的在線優(yōu)化，就必須對其工藝流程進(jìn)行分析。下面就來分析一下四川石化公司三烯生產(chǎn)的工藝流程，為該公司裂解爐裂解深度的在線優(yōu)化提供實(shí)踐資料。

四川石化公司的裂解爐主要是通過七臺液相裂解爐以及一臺循環(huán)氣體裂解爐組成，對于三烯的分離主要采用開式熱泵進(jìn)行三烯分離的工作，S&W公司的三烯制備的工藝技術(shù)，具有較高的安全性能，另外其裝置不會(huì)消耗過多的能源，大幅度地降低了投資。

四川石化公司三烯工藝主要采用S&W公司的超選擇型裂解爐，該裝置爐管具有更小的管徑，管長也很短，減少了原料在其中的停留時(shí)間，統(tǒng)計(jì)顯示大概減少了0.2秒，該裝置對于裂解原料的選擇性較好并且有很長的操作周期。該裝置進(jìn)行原料裂解的裂解收率非常高，裂解溫度高，周期長，但是容易結(jié)焦。其次是急冷換熱器SLE或USX，該設(shè)備是由S&W公司和另一個(gè)BORSIG公司聯(lián)合開發(fā)的線性的換熱器，通過裂解爐高溫的作用產(chǎn)生一系列的流出物，換熱器可以將這些流出物及時(shí)地進(jìn)行冷卻處理，并且有效地回收裂解爐輻射段產(chǎn)生的高溫裂解氣的高位熱能，使與其傳熱的鍋爐給水（BFW）產(chǎn)生超高壓的蒸汽，換熱器全程采用的是一種套管結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以使水汽和裂解氣不接觸而間壁式傳熱，通過熱虹吸作用使得水汽通過降液管和升氣管源源不斷的循環(huán)進(jìn)入汽包和SLE(USX)換熱器,有效地降低換熱器的壓差，更加增長了工作的周期，達(dá)到更好的換熱效果。

二、裂解爐模型的進(jìn)一步優(yōu)化

就目前來看，我國在三烯的生產(chǎn)方面都存在著許多的不完善之處，流程的控制以及優(yōu)化仍需要進(jìn)一步地進(jìn)行討論研究。發(fā)展較好的三烯生產(chǎn)企業(yè)，大多采用國外引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備，往往不具有工藝流程模型，在極大程度上耽誤了我國自身三烯生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，因此對于三烯裂解爐模型的優(yōu)化刻不容緩。

三烯生產(chǎn)企業(yè)要要努力完善自身數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的完善。對于現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)要及時(shí)地存儲(chǔ)，樣本數(shù)據(jù)及時(shí)地進(jìn)行分析，方便日后的OLAP工作的相關(guān)技術(shù)分析，與此同時(shí)還能夠及時(shí)地做好決策。需要采用ADO數(shù)據(jù)庫的編程技術(shù)，目前，該項(xiàng)技術(shù)比較流行，但是對于其的運(yùn)用卻存在著諸多的不同，合理地運(yùn)用ADO數(shù)據(jù)庫編程技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能，包括各種類型的數(shù)據(jù)，而且，該項(xiàng)技術(shù)操作上也極其簡單，應(yīng)用極其廣泛。

三、裂解爐裂解深度在線優(yōu)化的應(yīng)用

1.目標(biāo)構(gòu)建

用于生產(chǎn)三烯的裂解原料各種各樣，同樣的裂解環(huán)境下，對于不同原料的裂解會(huì)有很大的差異，因此要對三烯裂解爐的裂解深度進(jìn)行合理地優(yōu)化，針對不同原料的特性采取不同的措施，使得三烯的產(chǎn)量更加多。在運(yùn)用三烯裂解爐進(jìn)行裂解時(shí)，一定要保證裝置運(yùn)行的安全性，按時(shí)進(jìn)行檢查，出現(xiàn)任何狀況都要及時(shí)地進(jìn)行解決，有效保證裂解爐的運(yùn)行時(shí)差。在這過程當(dāng)中，較難實(shí)現(xiàn)的是爐管以及結(jié)焦溫度的預(yù)測，可以通過出口溫度等相關(guān)方面的間接變量進(jìn)行預(yù)測，掌握裂解爐的操作情況。

2.模型建立

主要是對于裂解深度收得率預(yù)測模型的構(gòu)建，該模型的構(gòu)建需要掌握優(yōu)品特性，計(jì)算出裂解深度因子與三烯產(chǎn)率之間的關(guān)系，通過關(guān)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響，比如說原料的性質(zhì)、停留時(shí)間、裂解溫度及烴分壓等等。必須從各個(gè)方面做出對策的調(diào)整，合理地進(jìn)行原料的選擇，進(jìn)行模型的構(gòu)建，使三烯生產(chǎn)的效率達(dá)到最佳。

結(jié)語

在控制過程領(lǐng)域，一直以來，復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)過程的模型化以及優(yōu)化都是人們的熱點(diǎn)話題，這也是將控制性的理論完美應(yīng)用到實(shí)際問題的一個(gè)挑戰(zhàn)。裂解爐裂解深度的在線優(yōu)化，是一項(xiàng)長久的發(fā)展課題，對于該課題的研究關(guān)系到我國三烯制造企業(yè)的發(fā)展命運(yùn)。裂解爐是三烯生產(chǎn)中的關(guān)鍵裝置，它穩(wěn)定、安全、效率高等先進(jìn)的特點(diǎn)對三烯的生產(chǎn)起到了很大的作用。因此，對裂解爐設(shè)備實(shí)行先進(jìn)地控制、操作優(yōu)化是一項(xiàng)非常有意義的課題。另一方面，裂解爐裂解深度的在線優(yōu)化，可以使我國在三烯制造領(lǐng)域躋身發(fā)達(dá)國家水平，具有深遠(yuǎn)而又廣泛的意義。

[1]蔣勇、王宏剛、梅華、胡天生；乙烯裂解爐裂解深度在線優(yōu)化研究與應(yīng)用[J]；化工進(jìn)展；2010、07（05）：05-09.

[2]胡益峰；石腦油裂解爐建模技術(shù)研究[J]；清華大學(xué)；2005、04（01）：52-55.

[3]馮琛然；四川石化乙烯操作規(guī)程[J]；蘭州大學(xué)；2011、04（01）:34-35.