化工
乙烯裝置是石化工業(yè)的核心和發(fā)展標志，盡管我國現(xiàn)有乙烯產(chǎn)能居世界第二，裝備已經(jīng)國產(chǎn)化，但優(yōu)化運行卻仍主要依靠引進技術(shù)，生產(chǎn)運行過程的精細化操作以及控制與優(yōu)化水平與國外先進水平相比還存在差距。隨著武漢大乙烯等項目的建設，“十二五”期間這種局面將得到改觀。為大乙烯運行技術(shù)提供“智能大腦”的就是先進過程控制和實時優(yōu)化技術(shù)。
據(jù)介紹，隨著今年鎮(zhèn)海煉化和天津石化百萬噸乙烯項目的成功開車，我國已有20家乙烯企業(yè)和24套裝置。總體看來，與國外同類裝置相比，國內(nèi)乙烯裝置的平均綜合能耗比國際先進水平高15%，主要產(chǎn)品收率比國際先進水平低4％。由于引進的乙烯裝置先進控制技術(shù)與國內(nèi)乙烯生產(chǎn)原料多變的現(xiàn)狀“水土不服”，很難長周期使用，國內(nèi)乙烯生產(chǎn)操作條件還遠未達到最優(yōu)操作工況。要發(fā)展具有國際競爭力的乙烯工業(yè)，迫切需要掌握大型乙烯裝置優(yōu)化運行的核心技術(shù)，研制開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、適合國內(nèi)乙烯生產(chǎn)特點的先進控制技術(shù)和軟件，為大型乙烯裝置的優(yōu)化運行提供“智能大腦”。
華東理工大學錢峰教授介紹說，采用過程系統(tǒng)工程和信息化技術(shù)，以工藝控制方案分析和數(shù)學模型計算為核心，以工廠控制網(wǎng)絡和管理網(wǎng)絡為信息載體，可以優(yōu)化、提升現(xiàn)有裝置的運行技術(shù)水平，節(jié)能、降耗、增產(chǎn)，而且投資少、工期短、見效快。國外統(tǒng)計表明，先進控制和實時優(yōu)化項目可提高乙烯裝置產(chǎn)能3%～5%，可在3～9個月內(nèi)收回投資成本。
據(jù)了解，大型乙烯生產(chǎn)裝置優(yōu)化運行系統(tǒng)主要用優(yōu)化運行技術(shù)平臺、烴類裂解過程工藝優(yōu)化、大型裂解爐先進控制、分離過程工藝優(yōu)化與先進控制，來支撐大型乙烯裝置高效運行，達到優(yōu)質(zhì)、增產(chǎn)、節(jié)能、降耗的目的。其中，裂解爐是乙烯龍頭裝置的關(guān)鍵設備，能耗占整個乙烯生產(chǎn)流程的50%～60%。由于目前國內(nèi)100多臺裂解爐中約80%的自動控制水平還不高，從裂解爐入手提升乙烯運行效率可謂是事半功倍。
先進過程控制技術(shù)就是采用科學、先進的控制理論和控制方法，以工藝控制方案分析和數(shù)學模型計算為核心，以工廠控制網(wǎng)絡和管理網(wǎng)絡為信息載體，充分發(fā)揮自動控制和常規(guī)控制系統(tǒng)的潛力，保證生產(chǎn)裝置始終運轉(zhuǎn)在最佳狀態(tài)，以獲取最大的經(jīng)濟效益。目前，裂解爐先進控制技術(shù)和軟件已經(jīng)在國內(nèi)石化企業(yè)得到了應用驗證，實際運行效果表明：先進過程控制技術(shù)能夠大幅度提高裂解爐爐管溫度、總進料負荷以及裂解深度的控制平穩(wěn)度，明顯降低裂解爐平均爐管出口溫度和裂解爐負荷的波動范圍；實現(xiàn)裂解爐在線自動清焦，延長爐管的使用壽命，提高燒焦操作的工作效率。
衡量裂解爐內(nèi)裂解反應進行程度的重要指標是雙烯收率（乙烯收率與丙烯收率之和）。在實際應用中為了獲得一定的乙烯收率必須將裂解深度控制在適當?shù)姆秶畠?nèi)。如果裂解深度過低，則反應不完全，乙烯產(chǎn)率偏低，產(chǎn)生大量的液體副產(chǎn)品，增加后續(xù)分離的負荷；裂解深度過高，盡管乙烯收率高，但丙烯收率低、重組分結(jié)焦量增加，裂解爐運行周期縮短。不同原料組成，存在不同的最優(yōu)裂解深度值，在保證運行周期的前提下，可使雙烯收率最大或經(jīng)濟效益最大。
乙烯裂解爐裂解深度在線優(yōu)化技術(shù)，在保證裝置運行穩(wěn)定的前提下，通過集成模型對裂解收率進行實時預測和實時優(yōu)化，以雙烯收率最大化為目標進行調(diào)整，從而可以在進料量不變的前提下，減少燃料消耗，提高雙烯收率。
據(jù)介紹，隨著今年鎮(zhèn)海煉化和天津石化百萬噸乙烯項目的成功開車，我國已有20家乙烯企業(yè)和24套裝置。總體看來，與國外同類裝置相比，國內(nèi)乙烯裝置的平均綜合能耗比國際先進水平高15%，主要產(chǎn)品收率比國際先進水平低4％。由于引進的乙烯裝置先進控制技術(shù)與國內(nèi)乙烯生產(chǎn)原料多變的現(xiàn)狀“水土不服”，很難長周期使用，國內(nèi)乙烯生產(chǎn)操作條件還遠未達到最優(yōu)操作工況。要發(fā)展具有國際競爭力的乙烯工業(yè)，迫切需要掌握大型乙烯裝置優(yōu)化運行的核心技術(shù)，研制開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、適合國內(nèi)乙烯生產(chǎn)特點的先進控制技術(shù)和軟件，為大型乙烯裝置的優(yōu)化運行提供“智能大腦”。
華東理工大學錢峰教授介紹說，采用過程系統(tǒng)工程和信息化技術(shù)，以工藝控制方案分析和數(shù)學模型計算為核心，以工廠控制網(wǎng)絡和管理網(wǎng)絡為信息載體，可以優(yōu)化、提升現(xiàn)有裝置的運行技術(shù)水平，節(jié)能、降耗、增產(chǎn)，而且投資少、工期短、見效快。國外統(tǒng)計表明，先進控制和實時優(yōu)化項目可提高乙烯裝置產(chǎn)能3%～5%，可在3～9個月內(nèi)收回投資成本。
據(jù)了解，大型乙烯生產(chǎn)裝置優(yōu)化運行系統(tǒng)主要用優(yōu)化運行技術(shù)平臺、烴類裂解過程工藝優(yōu)化、大型裂解爐先進控制、分離過程工藝優(yōu)化與先進控制，來支撐大型乙烯裝置高效運行，達到優(yōu)質(zhì)、增產(chǎn)、節(jié)能、降耗的目的。其中，裂解爐是乙烯龍頭裝置的關(guān)鍵設備，能耗占整個乙烯生產(chǎn)流程的50%～60%。由于目前國內(nèi)100多臺裂解爐中約80%的自動控制水平還不高，從裂解爐入手提升乙烯運行效率可謂是事半功倍。
先進過程控制技術(shù)就是采用科學、先進的控制理論和控制方法，以工藝控制方案分析和數(shù)學模型計算為核心，以工廠控制網(wǎng)絡和管理網(wǎng)絡為信息載體，充分發(fā)揮自動控制和常規(guī)控制系統(tǒng)的潛力，保證生產(chǎn)裝置始終運轉(zhuǎn)在最佳狀態(tài)，以獲取最大的經(jīng)濟效益。目前，裂解爐先進控制技術(shù)和軟件已經(jīng)在國內(nèi)石化企業(yè)得到了應用驗證，實際運行效果表明：先進過程控制技術(shù)能夠大幅度提高裂解爐爐管溫度、總進料負荷以及裂解深度的控制平穩(wěn)度，明顯降低裂解爐平均爐管出口溫度和裂解爐負荷的波動范圍；實現(xiàn)裂解爐在線自動清焦，延長爐管的使用壽命，提高燒焦操作的工作效率。
衡量裂解爐內(nèi)裂解反應進行程度的重要指標是雙烯收率（乙烯收率與丙烯收率之和）。在實際應用中為了獲得一定的乙烯收率必須將裂解深度控制在適當?shù)姆秶畠?nèi)。如果裂解深度過低，則反應不完全，乙烯產(chǎn)率偏低，產(chǎn)生大量的液體副產(chǎn)品，增加后續(xù)分離的負荷；裂解深度過高，盡管乙烯收率高，但丙烯收率低、重組分結(jié)焦量增加，裂解爐運行周期縮短。不同原料組成，存在不同的最優(yōu)裂解深度值，在保證運行周期的前提下，可使雙烯收率最大或經(jīng)濟效益最大。
乙烯裂解爐裂解深度在線優(yōu)化技術(shù)，在保證裝置運行穩(wěn)定的前提下，通過集成模型對裂解收率進行實時預測和實時優(yōu)化，以雙烯收率最大化為目標進行調(diào)整，從而可以在進料量不變的前提下，減少燃料消耗，提高雙烯收率。
注：本網(wǎng)轉(zhuǎn)載內(nèi)容均注明出處，轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性。
（苒兒）