稳态在线实时优化技术在乙烯装置中的应用

介绍了稳态在线实时优化技术目前在国内外的应用情况,针对该技术在国内炼油和化工装置的推广应用,对稳态在线实时优化技术进行深入的研究。从模拟优化求解方法、组分和热力学模型选择、模型校正、优化方法和逻辑控制等方面介绍了稳态在线实时优化的技术特点,并通过乙烯装置全流程在线实时优化试点案例,说明该技术的实际应用效果。研究和应用表明对于装置全流程模拟和优化,稳态在线实时优化技术具有计算效率高和易收敛的技术特点,在乙烯装置优化的实际应用中,可以为企业带来较好的经济效益。     

实时优化技术在乙烯装置在线优化中的应用

乙烯产业是重要的石化基础产业,对国民经济、石油化工产业及工业社会起着举足轻重的作用,近年来 在我国经济增长过程中保持着蓬勃发展的态势,但是,由于我国乙烯生产总体技术水平的相对滞后以及乙烯工 业所供原料复杂等因素,导致我国目前乙烯装置与世界乙烯生产先进水平存在一定差距,为了减小这一差距, 达到世界先进水平,离不开工业过程自动化和运用实时优化技术。为此,本文介绍了实时优化技术的国内外发 展现状和该技术在乙烯装置的应用情况,并通过实时优化系统的实施,建立了乙烯装置的全流程严格机理模型, 可以实时跟踪乙烯装置的生产情况,持续不断对装置进行在线优化,使装置的操作达到最佳的经济效益操作点, 此外,在优化中以装置的原料、产品和公用工程等价格为导向,对全装置生产过程自动操作执行,减少了优化 计算和结果执行中的人为干预。分析表明实时优化技术有效实现了乙烯装置增产、节能和降耗的目标,可为乙 烯生产企业创造新增经济效益。     

实时优化技术在裂解炉的实施及应用

作为乙烯裂解装置的龙头,裂解炉优化调整的优与劣将直接影响到企业效益。镇海炼化通过采用先进控制及实时优化技术,将信息化和工业化进行两化融合,使裂解炉的离线优化成功迈入了在线实时优化,将裂解炉始终保持在高效益点运行。介绍了镇海炼化乙烯装置实时优化项目一期中裂解炉的建设内容、实施效果及配套完善工作。     

乙烯装置分离技术环保减排及低能耗优化

某800 kt/a乙烯装置采用国产裂解技术及环保低能耗乙烯分离技术。对该分离流程进行了介绍,从急冷系统增设密闭蒸煮、乙烯精馏塔压控、乙烯直送下游装置、乙烯球罐减排、低温原料冷量回收5方面进行了设计优化。有效提高了乙烯分离流程的灵活性、先进性,减少装置的非必要排放,降低了运行成本,实现了装置生产更环保、节能。     

甲醇制丙烯分离流程的研究与优化

以170万吨/年甲醇制丙烯（MTP）实际装置为背景,对MTP分离流程进行了研究和优化,借鉴石脑油乙烯装置分离的经验,并针对MTP产品气的组成特点,优化形成了适合MTP产品气分离的顺序、前脱丙烷和前脱乙烷分别组合装置自身物料做吸收剂的中冷油吸收技术的三种分离流程,省去了乙烯制冷系统。通过对全流程模拟计算数据的对比分析,优选出了前脱乙烷组合装置自身物料做吸收剂的中冷油吸收技术分离流程。对优化组合采用脱乙烷预分离技术、脱甲烷塔尾气回收分凝分馏塔技术、吸收剂物流的选择、碳二分离高度热耦合技术进行了研究,并通过对全流程模拟计算数据的比较分析,优选出了最优化的分离流程,即前脱乙烷中冷油吸收流程组合预分离技术、用自身物流混合碳四做吸收剂、分凝分馏塔回收脱甲烷塔尾气技术和高度热耦合的脱碳二分离技术。在没有乙烯、碳四和碳五循环回MTP反应器及尾气中乙烯损失满足设计要求的前提下,采用此优选分离流程,产品气压缩机和丙烯压缩机双机功率为19.8 MW。     

甲醇制丙烯分离流程的研究与优化

以170万吨/年甲醇制丙烯(MTP)实际装置为背景,对MTP分离流程进行了研究和优化,借鉴石脑油乙烯装置分离的经验,并针对MTP产品气的组成特点,优化形成了适合MTP产品气分离的顺序、前脱丙烷和前脱乙烷分别组合装置自身物料做吸收剂的中冷油吸收技术的三种分离流程,省去了乙烯制冷系统。通过对全流程模拟计算数据的对比分析,优选出了前脱乙烷组合装置自身物料做吸收剂的中冷油吸收技术分离流程。对优化组合采用脱乙烷预分离技术、脱甲烷塔尾气回收分凝分馏塔技术、吸收剂物流的选择、碳二分离高度热耦合技术进行了研究,并通过对全流程模拟计算数据的比较分析,优选出了最优化的分离流程,即前脱乙烷中冷油吸收流程组合预分离技术、用自身物流混合碳四做吸收剂、分凝分馏塔回收脱甲烷塔尾气技术和高度热耦合的脱碳二分离技术。在没有乙烯、碳四和碳五循环回MTP反应器及尾气中乙烯损失满足设计要求的前提下,采用此优选分离流程,产品气压缩机和丙烯压缩机双机功率为19.8 MW。     

乙烯裂解炉烧焦工艺研究及改进

对燕山石化乙烯裂解炉各种烧焦工艺进行了详细分析,初步得出了目前燕山石化乙烯装置烧焦过程存在的问题,并介绍了燕山SL-1 型炉烧焦工艺改进及应用情况.     

乙烯装置制冷系统模拟及优化

以化工流程模拟软件ASPEN PLUS为应用平台,建立了能良好描述裂解气在冷箱中预冷、在脱甲烷塔中分离和制冷系统工艺模型。应用该模型对扬子乙烯装置老区制冷系统进行了流程模拟、参数灵敏度分析和过程优化;研究了甲烷和乙烯冷剂分配、相同和不同温度级乙烯冷剂分配对乙烯损失的影响,以及相应操作参数的优化调整;找到了现有制冷系统的用能瓶颈;解决了工艺操作参数的优化问题;实现了装置高负荷工况下的经济运行。     

乙烯装置深冷系统开车方案研究

燕山石化660 kt乙烯改扩建中采用的二元制冷技术是该技术第一次在乙烯装置上应用,运用该技术后深冷系统开车非常复杂.本文对660 kt乙烯装置二元制冷及深冷系统开车方案进行了详细分析比较,对影响开车的关键问题进行了讨论,提出了制冷压缩机及深冷系统的开车顺序,给出了开车关键控制参数,并对设计提出了改进措施,保证了装置开车成功.     

流程模拟及系统优化技术在乙烯装置的应用

应用流程模拟技术,建立乙烯装置全流程模型,模拟实际生产情况。利用碳二、碳三加氢反应过程优化技术,调整反应器入口温度和氢炔比等操作条件,提高反应过程的加氢选择性和转化率。使用蒸汽管网用能与优化配置技术,合理选择输送管道的管径和保温,优化设备进出口的蒸汽温度控制要求,降低蒸汽系统能量消耗。     

提高乙烯收率的有效措施

分析扬子乙烯装置影响乙烯收率的因素,通过实施裂解炉深度控制、原料优化、流程优化、反应器、塔操作优化等有效措施后,实现提高乙烯收率的目标,同时提出今后提高乙烯收率的进一步措施。     

层次线性优化融合及在乙烯行业能耗指标提取中的应用

传统的乙烯装置能耗评估没有考虑不同装置之间原料、工艺技术和装置规模的差异,且能耗统计方法标准不统一,影响了结果的可比性。针对乙烯装置不同工艺、规模以及不同装置能耗数据(燃料、电、蒸汽和水)分布特点,采用对数据分布适应性好的层次线性优化融合算法提取能耗指标。该算法根据时序数据方差求权重实现最优线性融合,剔除异常能耗数据,保证指标融合质量。应用实例验证了层次线性优化融合算法的有效性,可得到各类乙烯装置及全行业的乙烯能耗多参数指标,有助于找到节能降耗的方向与量化目标,也可用于其他流程装置能耗指标的提取。     

乙烯裂解炉在线优化技术

扬子石化研究院与华东理工大学、扬子石化烯烃厂合作,利用先进模型进行丁艺优化计算,为开发乙烯在线优化技术打下坚实基础。经过近两年的攻关,目前乙烯裂解炉在线模型与实时优化技术研究开发项目取得较大进展。该技术可在线优化乙烯装置运行,大幅降低生产成本。     

600kt/a乙烯装置全流程多模型智能控制技术应用

通过对中石油大庆石化分公司600 kt/a乙烯装置应用全流程多模型智能控制技术,结合实际生产对控制回路PID参数、超驰控制、非线性区域控制等方面进行优化改造,降低了各系统温度、压力、液位的波动幅度,实现了干燥器无扰动切换,降低了碱洗塔新鲜碱的注入量,提高了装置的自控率及平稳率,增强了乙烯装置整个系统的稳定性和安全性,对提高目的产品收率、实现节能减排、低碳生产具有重要意义。     

裂解原料分析及裂解条件优化探讨

裂解原料的品质直接关系到乙烯装置运转、能耗和经济效益。近年来,随着我国燃料油质量的提高,炼油装置实施的升级改造,对裂解原料产生了较大影响。通过对燕山石化炼油装置改造后的裂解原料来源和组成进行梳理和分析,利用蒸汽裂解试验模拟评价装置以及模拟计算软件详细分析了裂解原料的裂解性能,制定了调整裂解原料结构,优化裂解炉操作,改进原料与裂解炉炉型适配性等一系列措施和方案,提高了乙烯装置经济效益。     

燕化争取把压减乙烯损失降低

近日，燕山石化公司科学筹划、精心组织，优化检修和运行方案，利用压减乙烯的机会，实现了乙烯装置停车检修而下游单体化工装置依然保持运行，将检修施工对企业效益的影响降到最低。     

乙烯冷能利用的全液体空气分离装置

通过对全液体空分装置常规氮循环、利用乙烯冷能的两种流程组织形式进行分析比较和模拟计算,利用乙烯冷能的流程组织形式可达到节能降耗的目的。     

乙烯联合装置能耗分析和节能技术

在石油资源日益紧张的情况下,作为石化行业能耗大户——乙烯装置的能耗分析和节能技术的研究意义非凡。根据科技原创力理论和集成技术创新思路对乙烯联合装置能耗进行分析,指出影响乙烯综合能耗的因素依次为裂解原料、裂解技术、分离流程、配套设施(公用工程、外围工程)。采用裂解原料优化、裂解技术改进、分离流程进步和配套设施改造等一系列节能技术从而使乙烯联合装置综合能耗分别下降10.23%,4.91%,2.95%,0.98%,0.59%以上,合计降低19.66%综合能耗。     

膜分离和深冷分离组合技术在高密度聚乙烯装置的应用及优化

通过对淤浆法高密度聚乙烯工艺装置溶剂回收系统的流程分析,及现有聚乙烯装置溶剂回收系统尾气回收技术的比较,分析比较膜分离和深冷分离组合回收技术在高密度聚乙烯工艺装置溶剂回收系统应用的优势,并通过工业案例对该组合技术的投用效果进行验证:膜分离和深冷分离组合技术回收效果显著,可以有效分离高密度聚乙烯装置溶剂回收单元排放尾气中的异丁烷和乙烯组分,异丁烷的回收率大于90%,乙烯回收率大于80%。本文同时结合工程实例对该技术进一步的优化进行探讨。     

乙烯装置也要节能减排

论述了乙烯装置节能减排的措施。优化乙烯原料、采用先进技术、蒸汽系统的总体优化、已有装置的技术改造等,都有助于节能减排的实施。