浅谈乙烯裂解炉炉出口温度的控制与操作

为了开好乙烯装置,根据长时间实际操作的考察,在炉出口温度的控制和调整、炉管表面温度监测与调整、火嘴回火的调整、裂解炉结焦、裂解炉烧C_5,以及一些特殊情况下的判断与操作等方面调整了控制方法和操作,使裂解炉的运行状况有了明显改善:裂解炉出口温度偏差在3℃之内;运行周期延长,乙烷和轻烃共裂解炉在60～70天,石脑油(或轻柴油)裂解炉在45天以上;炉管表面温度最高不超过1040℃,火嘴使用率、完好率均达100％。     

乙烷与石脑油同时在SRT-Ⅲ型炉上裂解

<正> 乙烯装置自产的乙烷,返回同一台裂解炉的部分炉管进行裂解,通过对裂解温度和进料量的控制,使各组炉管的裂解反应热(热负荷)基本平衡,其效果与乙烷单独在乙烷炉上裂解时相当,从而达到回收装置自产乙烷的目的,使乙烯收率提高2—3％。一、生产情况齐鲁乙烯装置自开车以来由于二期工程尚未建成,乙烯不平衡,一直处于低负荷运行。按设计,装置设有6台AGO炉,1台     

乙烯裂解炉裂解深度控制与实时优化研究

为了达到乙烯裂解炉裂解深度控制与实时优化的基本目标，首先对乙烯裂解炉裂解先进控制措施进行分析，对乙烯裂解炉裂解深度控制进行探讨，最后，对乙烯裂解炉裂解实时优化进行研究，为推动乙烯裂解炉生产工艺的进一步发展奠定基础。研究表明：裂解深度主要指的是裂解反应进行的程度，对裂解深度进行控制的目的主要是保障裂解反应的产物可以达到预期结果，在进行裂解深度控制的过程中，可以引入串级控制策略，其内环采用裂解炉辐射段炉管出口的温度（COT），其中，可以将Gc2作为COT温度控制器。在进行裂解炉优化变量的过程中，均可以采用COT，需要根据操作条件以及优化范围的不同，最终确定最佳的COT,COT控制的核心在于控制方案。     

先进控制系统在乙烯裂解炉上的工业应用

介绍了中国石油兰州石化公司46万t／a乙烯装置采用先进控制系统（APC）实现辐射段炉管出口温度（COT）自动优化控制的情况。该控制通过支路平衡先进控制以及平均COT先进控制实现。APC投运后,COT指标的工艺平稳率从投运前的88．73％提高至95．01％,COT精确度由±6℃提高至±1℃,COT设定值平均提高2℃,乙烯收率提高0．3％,年降耗达2970．38t（标准油）。     

SC-1型石脑油裂解炉全周期操作优化研究

基于Kumar分子反应动力学模型,以全周期平均乙烯收率为目标函数,每个拟稳态时段的炉管出口温度（COT）为决策变量,建立了石脑油裂解炉全周期操作优化模型。利用开发的乙烯裂解炉模拟优化系统（EPSOS 2.0）和全周期操作优化模型,结合中国石油兰州石化公司46万t/a乙烯装置SC-1型石脑油裂解炉的操作现状,对该裂解炉进行了全周期模拟优化研究。结果表明,全周期COT最优化控制方案为前23 d在最高裂解温度875℃下运行,然后逐渐降低至855℃;与操作基准方案（全周期COT均为865℃）相比,优化后裂解炉的全周期平均乙烯收率提高0.56个百分点,三烯（乙烯、丙烯和丁二烯）收率提高0.60个百分点。     

乙烯裂解炉COT的测温方法探讨

乙烯裂解炉炉管出口温度(COT)的测量准确性直接关系到乙烯的收率,针对裂解炉运行初期插入式COT套管出现的开裂等问题,特别是在气相裂解炉中表现出来的COT温度偏低、炉管容易结焦、裂解炉运行时间短的问题,通过流体动力学模拟及分析,找出了插入式COT套管头部结构存在的问题,改进套管头部形状,使用后取得了良好效果,同时探讨了不同结构的COT及其热电偶材质的优劣性。     

提高裂解炉炉管出口温度的技术措施

通过引入内模控制技术,对裂解炉炉管出口温度控制回路进行了技术改造。改造后的裂解炉炉管出口温度实现了自动控制,平均波动范围由±5℃减小至±2℃,支路偏差由10℃以上减小至5℃以下。     

石脑油裂解炉的模拟优化

使用Spyro软件对某公司100万t/a乙烯装置石脑油裂解炉的运行进行了建模,并应用历史生产数据对裂解炉出口温度（COT）及结焦速率偏差进行校正,经验证模拟结果可靠;然后模拟分析了操作条件对石脑油裂解炉产物收率、结焦厚度及运行周期的影响。结果表明：相较于稀释比和进料量,COT对石脑油裂解炉运行周期及产物收率的影响较为显著;当2#石脑油裂解炉COT从838.3℃升高至841.6℃时,乙烯收率提高了0.16个百分点,而且结焦、炉管表面温度（TMT）等影响运行周期的因素变化在可控范围内;优化后的运行模型可用于石脑油裂解炉的运行周期预测和相关操作优化的模拟分析指导。     

乙烯裂解炉自动烧焦控制系统开发及应用

以乙烯裂解炉自动烧焦为研究对象，应用顺序控制技术和先进过程控制技术开发了乙烯裂解炉自动烧焦系统，该系统可按照预设的步骤及控制参数完成裂解炉烧焦过程。该系统应用先进过程控制的模型预测技术，实现了炉管出口温度(COT)的稳定及卡上限控制，自动烧焦过程中的A/B炉膛COT温度比手动烧焦分别提高2.0℃和0.9℃,提升了烧焦效率；自动烧焦过程中的烧焦量平稳增加，有效避免了超温情况，降低了炉管损伤的风险，每次烧焦时间平均节约1.4 h。     

神经网络软测量应用于乙烯裂解深度控制

基于神经网络建模方法,建立了乙烯装置裂解深度控制软测量模型,利用裂解深度控制器与裂解炉平均出口温度(COT)控制器串级功能开发出裂解深度控制系统,并在中国石油兰州石化公司46万t/a乙烯装置上进行了工业应用。结果表明:所建模型以双烯(乙烯和丙烯)收率作为主导变量,COT、原料流量、汽烃比(稀释蒸汽与原料的质量比)、油品密度等作为辅助变量;裂解深度控制系统运行平稳,使乙烯装置双烯收率提高了0.154个百分点,燃料气平均消耗量减少了109.7 kg/h。     

乙烯裂解炉炉管的熔融腐蚀破坏

熔融腐蚀是乙烯裂解炉辐射段炉管在使用中常发生的一种破坏形式,文章通过宏观检验、光谱分析、扫描电镜及能谱、金相组织、原料含硫量调查、结焦、烧焦工艺分析,得出了某乙烯装置裂解炉炉管的熔融失效原因：炉管表面局部产生结焦、碱金属盐等形成低熔点共晶物、碱金属离子催化燃烧作用加之烧焦过程空气流量和温度控制的影响,使炉管表面形成过热点,局部温度超高,保护膜破坏发生熔蚀,同时渗碳、氧化、蠕变以及介质冲刷共同作用,造成炉管短期内局部腐蚀损坏泄漏。防止熔融腐蚀破坏的措施是控制裂解炉烧焦时炉管出口温度COT,加强添加结焦抑制剂,控制原料、稀释蒸汽等物料中碱金属离子含量以及对裂解炉烧焦加强巡检。     

乙烯装置气体原料裂解炉炉管异常分析

针对某乙烯装置乙烷裂解炉运行周期大幅缩短的问题,从生产工艺方面进行分析,发现上游富乙烷气原料将焦粉、胺液等杂质带入了裂解炉炉管.由于携带重组分,炉出口温度热电偶处易形成结焦,造成温度指示不准.对炉管进行机械分析发现,炉管表面金属分布异常.性能测试显示,炉管剩余使用寿命仅两年,从经济效益的角度分析,采用更新炉管的方案更好...     

乙烯裂解炉辐射炉管破坏的原因及预防措施

文章阐述了乙烯装置裂解炉辐射段炉管的破坏原因，渗碳、高温蠕变、腐蚀及高温氧化和设计欠合理，以及制造缺陷是炉管破坏的主要原因。建议采用新工艺、新材料、严格控制裂解炉COT（炉出口温度）、稳定的操作和合理设计以及对制造厂的生产进行过程控制等措施。     

SPYRO软件对乙烷裂解炉的模拟与优化

为提高乙烯及双烯（乙烯和丙烯）收率,采用SPYRO软件对某炼厂140万t/a乙烯装置乙烷裂解炉进行了模拟优化计算。结果表明:在相同的裂解炉出口温度（COT）下,计算得到的产物组成和实际的产物组成相近,乙烷转化率、乙烯收率模拟值与实际值最大偏差分别为0.52%,-0.89%,绝压比（物料进入文丘里管后的压力与进入文丘里管前的绝对压力比）最大偏差为0.05;在第8,38,60 d,最大管壁温度测量值与模拟值的偏差分别为4,3,2 ℃,说明该模型能准确模拟实际的操作工况;随着稀释比增加,乙烯和双烯收率均增加,绝压比减小,在相同乙烷转化率下,COT降低;在稀释比为0.43,采用COT逐步升高的最优操作条件下,乙烷转化率为61%时,乙烯收率由优化前的48.20%提高至48.90%。     

应用BCM软件优化工业裂解炉的操作

以石脑油为裂解原料,应用BCM软件分析了工业裂解炉的操作条件(进料量、稀释蒸汽与原料的质量比(稀释比)、炉管出口温度(COT))对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响,讨论了操作条件在工业裂解炉操作优化中的作用。研究结果表明,在同一台裂解炉上裂解相同的原料,在工业裂解炉正常操作范围内,进料量和稀释比对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响较小,COT对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响较大,COT是影响裂解产物收率分布的关键因素。对于工业裂解炉的优化操作,在保证每台裂解炉各大组炉管进料量和稀释比均匀分布的前提下,选择合适的COT是提高乙烯、丙烯和丁二烯收率的关键。     

裂解气干燥器再生充压/冷吹顺控逻辑改造

某石化公司乙烯装置的裂解气干燥器再生时存在再生充压/冷吹时间过快、再生气调整流量变化大的问题,影响燃料气热值,造成裂解炉COT波动,影响乙烯产量,且存在安全风险.结合乙烯装置裂解气干燥器运行数据,参考原始技术资料模拟干燥器再生过程并编制程序,对干燥器再生充压/冷吹顺控逻辑进行改造,实现干燥器平稳自动切换,确保燃料气系统稳定,降低了对裂解炉COT的影响,为同类装置干燥器再生顺控逻辑改造提供了实践依据.     

吉化乙烯装置已采用计算机控制

<正> 吉化公司有机合成厂用电子计算机取代电动单元组合仪表控制乙烯装置,经调试、生产运行考核,现已实现安全稳定生产。采用电子计算机控制,实现了轻柴油裂解和裂解气分离的优化控制。使每台裂解炉的各组炉管出口温度均可控制在规定值±1℃,减轻了炉管结焦,延长了裂解炉的运转周期。由于控制了裂解深度,降低了裂     

裂解炉稀释蒸汽备用节能减排分析与优化

独山子石化公司22万t乙烯装置裂解炉采用美国LUMMUS技术,2002年7月开始由14万t扩建至22万t并投产至今。乙烯装置共7台裂解炉,正常生产运行时,6台裂解炉为正常运行状态,1台裂解炉为清焦风备用状态,备用裂解炉清焦风全部放空。装置目前急冷水塔塔釜温度偏低,塔釜提供加热热量不足,备用裂解炉长期清焦风高备对炉管造成高温氧腐蚀的现象。裂解装置提出将清焦风备用裂解炉进行稀释蒸汽备用,并将备用炉切入急冷系统,回收一部分热量的同时降低了裂解炉清焦风高备时炉管高温氧腐蚀的风险,还减少了高温烧焦气排放量。     

化学清洗对裂解炉运行状态的影响

乙烯装置裂解炉在运行过程中,对流段炉管表面易积垢,排烟温度升高,燃料气消耗量增加,造成翅片炉管寿命下降,能耗增加。为解决此问题,通过裂解炉对流段化学清洗的方式消除积垢,提高对流段盘管的导热性,裂解炉热效率得到改善。     

乙烯裂解炉辐射段炉管破裂原因探讨

乙烯裂解炉辐射段炉管(以下简称裂解炉管)是制约乙烯装置长周期安全运行的主要因素之一。某乙烯企业裂解炉运行后烧焦过程中发生了炉管破裂故障。通过炉管常量元素检验、痕量杂质元素检测、碳含量检测、光学及电子金相组织观察、扫描电镜微区成分分析等综合分析认为:裂解炉管由于渗碳引起材质变差,导致破裂失效。提出了裂解炉管渗碳失效的防护措施:合理布置燃烧器,确保热量均匀分布;严格避免炉管升温或降温速度太快;保证裂解炉定期清焦质量。