乙烯装置液化气裂解模式优化

阐述了通过对液化气裂解模式的优化,将裂解液相液化气模式改为裂解气相液化气模式,并且在优化裂解炉运行参数,选取最佳裂解深度的基础上,改善裂解炉的结焦情况,延长裂解炉的运行周期,真正实现了以液化气为原料,裂解炉的长周期运行以及乙烯装置主要技术经济指标相应地提高。     

裂解原料的优化

简述辽化裂解装置的原料,原设计为大庆石脑油。为了优化裂解原料,从采购、原料的优化配给及优化生产,及其配套工程做了工作,使裂解的主要产品收率明显增加,裂解炉运行周期延长,乙烯能耗稳步降低。     

乙烯装置裂解炉运行分析

对比了乙烯装置各台裂解炉在投用混合原料或单一原料时,在运行初期和末期,以及裂解加氢裂化尾油或石脑油时各周期的能耗(超高压蒸汽产汽量、燃料消耗量)和产品收率的变化。通过分析,对裂解炉优化运行提出了几点建议:一是避免裂解原料混合裂解;二是可相应延长石脑油或轻烃进料裂解炉运行时间;三是在切为加氢裂化尾油运行前,投用石脑油15~20 d。     

东方乙烯装置裂解炉经济运行的探索

介绍了东方乙烯装置及其裂解炉的基本情况。通过严格控制进厂原料质量,充分利用乙烷、丙烷等优质裂解原料来实现裂解原料的优化;通过优化裂解深度、强化裂解炉的生产运行管理、试用裂解炉快速烧焦技术来实现裂解条件与操作的优化;通过实施裂解炉石脑油原料预热系统改造、扭曲片管强化传热技术的应用、裂解炉炉底及相关设备改造、裂解炉风机增加变频器、裂解炉超高压蒸汽过热段改造、裂解炉汽包多级节流孔板排污改造等一系列节能降耗措施不断提升裂解炉的先进性。阐述了历年来东方乙烯在裂解炉的经济运行方面所做的大量工作,介绍了通过节能降耗系列项目的实施所取得的成效。     

SC-1型裂解炉中重烃-石脑油混合裂解性能优化

通过模拟实验,对大庆石化重烃-石脑油混合原料裂解性能进行了优化研究,考察了在SC-1型裂解炉中重烃质量分数分别为30%、35%的条件下,工艺参数对目的产物收率的影响。实验结果表明,重烃(质量分数30%、35%)-石脑油原料在SC-1型裂解炉中裂解,适宜的裂解温度均为850℃,水油质量稀释比为0.5时,三烯收率分别为53.78%、54.39%,重烃-石脑油混合裂解性能与石脑油单独裂解性能相近。重烃(质量分数35%)-石脑油原料裂解的模拟实验数据已应用于工业裂解炉中,使乙烯收率提高0.48%,三烯收率提高0.15%。     

燕化乙烯装置石脑油原料分储分裂效益评价

燕化乙烯装置在原料资源短缺和变重的情况下,积极拓宽原料途径,优化原料结构。而燕化乙烯装置石脑油来源广泛,各种石脑油混合裂解,并且裂解深度相同,造成裂解经济效益不能达到最大化。介绍了燕化乙烯装置利用SPROY软件进行原料选择和指导裂解炉操作,提出最佳裂解方案,并进行效益分析。     

裂解炉裂解产物优化方法

介绍了裂解炉裂解产物收率优化的4种方法：改善裂解原料、提高裂解深度、建立模型优化、采用先进控制技术优化。通过改善裂解原料和提高裂解深度虽能提高乙烯和丙烯收率，但这种优化更多依赖经验。人工智能优化方法只能反映裂解炉炉管出口裂解产物收率变化，而传统化工模型优化则更能反映裂解炉的整体运行情况。因此，采用传统化工建模优化方法与先进控制技术相结合，将是实现裂解炉产物收率优化的最佳选择。     

裂解炉改造后燕山乙烯装置的原料适应性分析

近年来原油价格不断攀升,造成目前市场上石脑油价格高于LPG的价格。为充分发挥炼油化工一体化的优势,炼油装置可提供部分气相原料用于裂解。根据燕山乙烯装置的实际情况,目前乙烯装置仅有2台裂解炉裂解气体原料。为解决此问题,在新区裂解炉中选择1台进行原料适应性改造,使之具有裂解气体原料的能力。     

裂解原料多样化对裂解炉操作的影响

中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司1 000 kt/a乙烯装置的原料有石脑油、循环乙烷/丙烷、轻烃、LPG、加氢裂化尾油。裂解原料多样化后致使裂解炉切料工艺流程切换操作频繁,裂解炉经常出现轻烃炉轻烃调节阀堵塞,加氢裂化尾油炉二次注汽处泄漏等隐患。通过优化装置操作,消除及预防隐患等措施,以实现裂解炉长周期运行。     

裂解原料裂解方案优化措施分析

针对裂解原料性质变化大的现状,独山子石化乙烯装置实施了如增设石脑油脱砷系统、改造轻烃汽化系统等一系列的优化措施。通过对裂解原料预处理系统的不断改造,提高了双烯收率,延长了裂解炉的运行周期。     

延长石脑油裂解炉运行周期

针对石脑油裂解炉运行周期短、结焦速率快,一、二急冷器出口温度增长过快,裂解炉烧焦频次增加,进行系统分析,找出原因,提出解决办法.解开制约裂解炉经济效益增长,能耗增加,影响石脑油裂解炉长周期运行的瓶颈,从而延长石脑油裂解炉运行周期.     

裂解炉对流段新型清焦技术的应用及结焦分析

新疆独山子石化裂解装置现具有年产220kt乙烯能力,共7台裂解炉。为应对原料多样性,提高双烯收率,将汽油加氢单元的碳五馏出物并入石脑油作为原料进行裂解,出现大部分裂解炉运行和烧焦过程中进料量难以达到设计值或操作弹性大幅降低的现象。文中介绍了表现最严重的4号裂解炉进料困难的原因及相关解决措施。     

考虑切料过程的乙烯裂解炉炉群调度建模与优化

乙烯裂解炉炉群通常由多台裂解炉并行运行,将烃类原料裂解成小分子烃类化合物。由于随着裂解炉连续运行不可避免地在炉管内壁产生结焦,结焦导致裂解炉运行效率下降,所以需要对裂解炉进行周期性的停炉清焦。对于不同价格参数的多种原料不同清焦费用的多台裂解炉来说,整个乙烯裂解炉炉群系统的循环调度应是求得最优解使得收益最大化。本文对此类裂解炉炉群循环调度问题提出了一个新的混合整数非线性（MINLP）模型,相比较以前的研究该模型能够得到更好的求解多原料多裂解炉的问题,同时解决了裂解过程中切料时机选择的问题。最后,以某乙烯厂为研究实例进行切料时机的优化,优化后裂解炉全周期的运行效益显著提高,为操作人员选择最佳切炉时机提供了理论依据,说明了此模型的有效性。     

Computational fluid dynamics‐based steam cracking furnace optimization using feedstock flow distribution

Nonuniform temperature fields in steam cracking furnaces caused by geometry factors such as burner positions, shadow effects, and asymmetry of the reactor coil layout are detrimental for product yields and run lengths. The techniques of adjusting burner firing (zone firing) and feedstock mass flow rate (pass balancing) have been practiced industrially to mitigate these effects but could only reduce the nonuniformities between the so‐called modules (a group of many coils). An extension of the pass balancing methodology is presented to further minimize the intra‐module nonuniformities, that is, variation between the coils within a module, in floor fired furnaces. Coupled furnace‐reactor computational fluid dynamics‐based simulations of an industrial ultraselective conversion (USC) furnace were performed to evaluate four different feedstock flow distribution schemes, realizing equal values for coil outlet temperature, propene/ethene mass ratio, maximum coking rate and maximum tube metal temperature (TMT), respectively, over all the reactor coils. It is shown that feedstock flow distribution creates a larger operating window and extends the run length. Out of the four cases, the coking rate as criterion leads to the highest yearly production capacity for ethene and propene. Uniform maximum coking rates boost the annual production capacity of the USC furnace with a nameplate ethene capacity of 130 10³ metric tons per year with 1000 metric tons for ethene and 730 metric tons for propene. For industrial application, achieving uniform maximum TMT is more practical due to its measurability by advanced laser‐based techniques. Most steam cracking furnaces can be retrofitted by optimizing the dimensions of venturi nozzles that regulate the feedstock flow to the coils. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 3199–3213, 2017     

前置抽提优化裂解原料的石脑油芳烃抽提大型化研究

大型乙烯联合装置采用前置抽提芳烃流程工艺技术,以优化裂解原料面临"放大效应"这个工程现实问题。应用萃取精馏过程大型化基础理论分析大型石脑油芳烃抽提萃取精馏过程,得出:对于生产规模为3.31 M t/a的大型芳烃抽提装置,需要选择最佳回流比和最佳溶剂浓度,其最佳设计方案可以保证生产装置长周期、满负荷平稳运行;同时,强化设计大型塔盘和大型塔器代替常规尺寸的塔器设备,既可减少投资,又可节能降耗,发挥"规模效应";对于不同类型大型塔盘和大型塔内件的优化设计能否适用于大型石脑油芳烃抽提装置,需要运用计算流体力学CFD和大型冷模试验进行验证,以保证研究成果的先进性和可靠性。     

基于模糊核聚类的乙烯裂解深度DE-LSSVM多模型建模

乙烯裂解深度的建模与控制对于裂解炉的实时优化具有重要意义。针对石脑油原料组分复杂、油品特性波动大等状况,采用模糊核聚类对石脑油数据库进行最优划分,建立最小二乘支持向量机的多模型,对于最小二乘支持向量机中模型的参数选取,利用差分进化算法进行参数寻优,提高了模型的精度和泛化能力。通过对现场数据的建模实验,结果表明：基于模糊核聚类的乙烯裂解深度最小二乘支持向量机多模型跟踪性能良好,预测精度较高。     

Naphtha derived from polyolefins

Conversion of polyolefins (HDPE, LDPE and PP) into feedstock naphtha was investigated by hydroliquefaction process. Hydroliquefaction experiments were carried out under cold hydrogen pressure of 5 MPa at the temperatures between 375 and 450 °C in absence and presence of catalyst. Two types commercial catalysts were used, a hydrocracking catalyst (DHC-8) and a hydrogenation catalyst (HYDROBON). The effect of temperature and catalyst type on product yields and composition of gas and liquid products was investigated. The temperature was the main effect in hydroliquefaction. DHC-8 showed good cracking activity, but it gave the liquid product containing high olefin content same as thermal run. Although HYDROBON catalyst produced the sufficient amount of liquid (and naphtha fraction) at the higher temperature, it gave the liquid product with very low olefin content. The naphtha fractions obtained from polyolefins under the optimal hydrocracking conditions were analyzed by PIONA instrument to determine the hydrocarbon groups. PIONA analysis showed that the naphtha obtained from hydroliquefaction over HYDROBON catalyst could be used as a petrochemical feedstock. However, the naphtha obtained in presence of DHC-8 catalyst, which is to be used a feedstock, was needed further hydrogenation treatment.     

加大炼油化工优化力度提高乙烯收率

文章阐述了蒸馏装置单炼阿曼原油，提高阿曼石脑油纯度；在没有阿曼原油等较好的裂解原料资源时，将初常顶石脑油分储分输，提高乙烯石脑油质量；根据石脑油性质，合理调整裂解炉的操作条件，从而提高乙烯收率。     

用吸附分离技术优化石脑油原料质量的探索

石脑油作为蒸汽裂解工艺的主要原料，其性质直接影响裂解主要产品收率和裂解炉操作周期。石脑油中不同烃类组成的裂解性能存在较大差异。探索试验结果表明：采用吸附分离技术可以做到正构、非正构烷烃的分离，从而优化蒸汽裂解制乙烯和催化重整装置的原料，但需要有足够的石脑油资源和催化重整工艺装置生产能力。     

基于甲烷收率在线测量技术的乙烯裂解炉闭环优化方法

由于缺乏裂解产物收率绝对量信息,现有的乙烯裂解炉优化策略需要依靠裂解反应模型对裂解产物分布进行预测并依此进行开环优化计算,其优化结果完全依赖于裂解反应机理模型的精度.本文通过改进乙烯裂解炉裂解气取样系统实现了甲烷质量收率这一关键参数指标的在线测量,并在此基础上进一步提出一种裂解炉闭环优化运行新方法.该方法针对乙烯和丙烯收率和(简称“双烯”收率)最大这一优化目标,根据甲烷收率和双烯/甲烷比(烯甲比)的在线测量数据迭代求解获得最优炉管出口温度(COT).该方法采用闭环迭代寻优的方式,能够有效克服灵敏度函数的非线性以及在线分析仪表本身的测量误差,具有良好的鲁棒性;另一方面,由于不需要借助任何裂解原料与裂解反应模型,从而大大减少了裂解炉优化系统实施的投资,因此具有很好的工业应用前景.