裂解反应动力学模型研究概况

裂解反应动力学模型是裂解炉模拟的核心,其准确性直接影响裂解产物预测的准确性以及裂解炉先进控制水平,最终影响乙烯生产的成本.裂解反应动力学模型分为经验模型、分子反应模型和机理模型.分别介绍了三种模型的主要方法和优缺点,指出各类模型的应用方向.同时介绍了裂解反应模型未来研究方向.把裂解反应动力学模型和CFD模型结合进行模拟,计算结果的准确度将得到较大的提高,将为乙烯裂解炉的精确控制提供强有力的参考.     

PIMS模型用于乙烯原料结构调整潜力分析

经过多年适应性改造,某企业乙烯原料可供资源量、裂解炉投料结构等有了较大变化。原有PIMS模型优化结果与实际相比偏差较大。在深入分析乙烯装置工艺流程基础上,重新开发了PIMS模型,进行了分炉裂解、按各关键设备设置能力、乙丙烷循环裂解等结构设计。用新开发的PIMS模型进行了企业裂解原料轻质化、原料结构优化、装置流程瓶颈分析等研究。该模型开发与应用有助于企业开展优化乙烯原料结构、消除瓶颈改造等工作,从而提高整体经济效益。     

乙烯裂解炉裂解深度的先进过程控制与优化

乙烯裂解装置的先进控制与优化系统(APC)能够实现装置稳定运行,减少装置的波动。结合产品最新市场情况,合理调整裂解深度优化方向,借助APC控制系统模型、SPYRO模型和进料分析仪,实现不同原料动态实时裂解深度稳定优化操作。     

运用软件模拟技术评价裂解原料

运用SPYRO裂解炉模拟优化软件进行裂解原料效益测算评价,指导原料排序及生产安排。对多种裂解原料工况进行模拟,结合乙烯装置及下游装置的整体价格体系EXCEL的测算,以效益最大化为目标,主要产品收率为参考对乙烯装置各路原料进行模拟测算,评价排序,指导生产计划排查,以提高装置的整体效益。介绍了价格体系确定方法,按裂解原料从轻质到重质进行测算,得到了富乙烷气、液化气、轻石脑油、石脑油和加裂尾油的评价数据,为装置裂解原料优化工作提供借鉴。     

新加坡拟建80万t／a乙烯装置

Shell东方石油公司(SEPL)和ABB Lummus及其合资企业日本东洋工程公司签订合同,将在新加坡Pulau Ular新建一套大规模乙烯裂解装置。该装置将与Bukom炼厂集成,从而使SEPL公司在亚太地区更具竞争力。协议内容涉及一套80万t/a乙烯裂解装置的工程、采购服务和建设管理服务,将采用ABB Lummus公司专有的液态原料蒸汽裂解技术,并结合Shell公司的重油裂解技术。具体的工程和采购工作已经开始实施,计划2007年施工,新装置将于2009年第四季度或2010年投产。     

裂解炉裂解深度控制的应用

目前乙烯装置追求高附加值产率等最佳效益,然而由于乙烯裂解原料来源较复杂、各种油品变化较为频繁,仅实现裂解炉平均出口温度定值控制是不能充分实现乙烯裂解装置的最佳效益的,因此开发深度串级控制是各乙烯装置的目标。介绍了通过一种基于裂解深度神经网络预测模型的Smith预估控制方案建立的裂解深度软测量模型,以及该裂解深度软测量模型与APC控制相集成的方法,以实现对裂解炉裂解深度的平稳控制。     

基于流程模拟的常减压装置过程操作与生产计划集成优化

传统的炼油企业生产计划优化与过程操作优化往往是分离的, 从而造成生产计划优化系统制定出的生产方案可能在实际的生产装置操作上无法实现的情况。为了确保石化企业生产计划制定的方案可行的同时实现过程装置操作优化, 基于流程模拟软件建立了常减压蒸馏装置生产计划与过程操作的集成优化策略, 并提出了该优化策略的有效寻优方法。该方法通过流程模拟软件验证生产计划的可达性, 不断修正生产计划关键变量的优化区间, 在求得生产计划最优解的同时确定装置的工艺操作条件。以某炼油厂常减压蒸馏装置炼油为例验证提出的集成优化方法, 案例证明该集成策略不仅确保生产计划在实际生产的可操作性, 还得到了生产计划与过程装置操作的同步优化。     

蒸汽裂解制乙烯的发展趋势

综述了蒸汽裂解制乙烯的原料构成现状和发展趋势,从乙烯装置大型化、长周期运转、节能降耗、提高生产灵活性和炼化一体化等方面论述了蒸汽裂解制乙烯技术的发展趋势.     

优化裂解炉操作条件的方法和案例分析

裂解炉的操作条件影响着裂解产物分布,究竟采取怎样的操作参数更能实现企业经济效益最大,这是企业生产经营面临的重要课题。介绍了综合利用线性规划模型和裂解机理模型优化裂解炉操作条件、实现企业经济效益最大的方法,列举了工厂实际应用案例,对石化企业生产经营具有参考意义。     

油田轻烃、拔头油、石脑油的共裂解及单独裂解技术分析

在蒸汽热裂解制乙烯实验室装置上,分别进行了石脑油、拔头油和油田轻烃的单独裂解和共裂解性能试验,得到适宜的裂解操作条件和掺混比例。拔头油和油田轻烃均为优质的裂解原料,提高裂解温度对其有利,且单独裂解性能优于与石脑油的共裂解性能,宜采用单独裂解的方式;石脑油的裂解性能较差,增大水油质量比对其单独裂解有利,且也不宜采用共裂解的方式来生产乙烯。     

基于SPYRO的以柴油为原料乙烯裂解炉模拟与优化

某炼厂乙烯裂解装置重质炉以柴油为原料进行裂解，由于初次投用柴油（馏程180～352℃）运行缺少设计的最佳操作参数指导，导致乙烯总体收率低，且乙烯收率随时间逐渐降低，存在优化空间。为解决以上问题，采用SPYRO软件对该乙烯裂解装置重质炉进行了详细的模拟计算。通过流程模拟不同P/E下，乙烯收率、丙烯收率、裂解炉出口温度（COT）、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值）等随稀释比（稀释蒸汽流量与进料流量比值）的变化规律。通过优化，在最佳条件P/E为0.54、稀释比为0.78时，通过逐步提高COT的方式，可以实现乙烯保持较高收率。经计算，乙烯收率可提高0.19%（质量分数），丙烯收率可提高0.26%（质量分数）。预计优化方案实施后，每年可提高经济收益155 1万元，可显著提高企业的经济效益。     

转化管使用上注意的问题

前言合成氨、合成甲醇、加氢裂解和加氢脱硫等对氢的需要量越来越多。烃类蒸汽转化法是生产大量氢气的最经济的方法,它曾开创了装置的大型化,现在日产1000吨的合成氨装置和甲醇装置已■非罕见,另方面,烃类裂解制取乙烯的生产也在逐年增加,日本的乙烯生产己达刭了年产30万吨的大型装置的水平。制取氢气的蒸汽转化炉及制取乙烯的石脑油裂解炉,都是采用原料烃和蒸汽一■通过用气体烧咀加热     

扩大催化裂解原料来源提高液化气和丙烯产率

丙烯和液化气一般是以乙烯联产品或炼厂副产品方式得到的。由于需求强劲，采用一般的蒸汽裂解和催化裂解方法所得产品不能满足实际生产的需求，因此人们纷纷研究开发增产液化气和丙烯的新技术。目前，丙烯增产技术主要有烯烃歧化、蒸汽裂解、FCC装置升级、C4／C5烃选择裂解、丙烷脱氢以及甲醇制烯烃等。2003年，世界61％的丙烯来自蒸汽裂解生产乙烯的副产品；34％来自炼油厂催化裂化（VCC）生产汽、柴油的副产品；约3％来自丙烷脱氢装置；2％来自其它装置。催化裂化装置产丙烯约占炼油厂所产丙烯的97％；延迟焦化和减粘装置所产丙烯只约占3％。今后世界丙烯生产技术的发展趋势是蒸汽裂解制乙烯联产丙烯的比例会相对下降，炼厂生产丙烯的比例将相对增长，丙烷脱氢、烯烃转化以及甲醇法等新型生产方法将在增产丙烯中得到不断发展，所发挥的作用将越来越大。     

乙烯裂解装置的节能增效技术分析

介绍了国内目前乙烯的生产情况,总结了节能增效技术在乙烯裂解装置的应用现状。详细分析了裂解原料评价与预处理、裂解液相产物的合理利用以及采用先进的控制和在线监测技术在乙烯裂解装置节能增效方面取得的成果。分析认为:将不同原料依据物性分析数据细分后进行分储分炼,进行精细化裂解或共裂解,探索最佳裂解条件,可以最大限度的提高原料使用效率;研究开发裂解液相产品的综合利用技术,分离回收高附加值的化工产品,有利于提高乙烯装置整体效益;在乙烯生产过程中采用流程模拟、先进控制等优化技术,可以提高生产能力、裂解炉效率以及产物选择性,降低能耗。石化企业需要深入研究节能增效技术,进一步提升企业的综合竞争力。     

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。     

日本东洋在中国获得DME合同

泰克尼普（Technip）获得中石油价值5000多万美元的合同，在中国独山子建设聚丙烯（PP）生产装置。装置将采用Innovene气相技术，产能为55万t／a，计划2008年投产。该装置是拥有100万t／a乙烯和50万t／a丙烯产能的蒸汽裂解联合装置的一部分，裂解装置由林德（Linde）公司建设。     

优化裂解HVGO分子反应动力学模型参数

应用分子反应动力学模型在乙烯装置SRT-Ⅲ型裂解炉中对加氢裂化尾油进行裂解模拟计算。通过优化模型参数使结果与实际值更加吻合，乙烯、丙烯、丁二烯等主要裂解产物的计算误差减少到5％以下。该优化的模型参数可应用到现有SRT-Ⅲ型裂解炉的操作改进和技术改造中。     

应用丙烷共裂解技术提高乙烯装置的经济性

从丙烷的裂解机理入手,介绍了丙烷作为乙烯装置裂解原料的优良裂解性能,当丙烷不具备单独裂解条件时,选择与石脑油共裂解也能提高乙烯收率。从理论上论述了实施丙烷共裂解的可行性,并介绍了北京东方石油化工有限公司东方化工厂乙烯装置在没有乙烷、丙烷裂解炉的条件下,通过技术改造实现了丙烷的回炼。通过选择合适的回炼方式有效降低了乙烯单耗,提高了双烯收率,为企业创造了巨大的经济效益。     

基于P-graph的乙烯裂解原料调度建模与优化

乙烯工业不同的裂解装置间存在着设备、技术上的差别，每一种原料在乙烯工厂不同炉型或工艺的裂解装置的乙烯产品收率、能耗也存在着差别。随着新的乙烯工厂的投产，需要同时运行台数众多的差异化裂解装置，从而为通过优化调度乙烯裂解原料实现提高物效、降低能耗提供了空间。对于此类工厂间原料调度及能耗优化问题提出了一种基于P-graph的建模和优化方法(scheduling generation based on P-graph, SGBP算法)，该算法通过P-graph本身提取过程结构信息的能力，在加速求解的同时，保留了次优解集。之后以两个实际的乙烯厂为研究实例，采用提出的SGBP方法实现了原料调度的建模和优化，该方法与MINLP优化算法的对比分析验证了提出方法的优势：(1)可以同时提供较为丰富的最优解与次优解方案；(2)提出方法的最优结果与MINLP的优化效果相当；(3)优化后的整体能耗下降明显，为生产计划人员选择可采用灵活的原料调配方案提供了多种可选择的运行方案。     

基于P-graph的乙烯裂解原料调度建模与优化

乙烯工业不同的裂解装置间存在着设备、技术上的差别,每一种原料在乙烯工厂不同炉型或工艺的裂解装置的乙烯产品收率、能耗也存在着差别。随着新的乙烯工厂的投产,需要同时运行台数众多的差异化裂解装置,从而为通过优化调度乙烯裂解原料实现提高物效、降低能耗提供了空间。对于此类工厂间原料调度及能耗优化问题提出了一种基于P-graph的建模和优化方法 (scheduling generation based on P-graph, SGBP算法),该算法通过P-graph本身提取过程结构信息的能力,在加速求解的同时,保留了次优解集。之后以两个实际的乙烯厂为研究实例,采用提出的SGBP方法实现了原料调度的建模和优化,该方法与MINLP优化算法的对比分析验证了提出方法的优势:(1)可以同时提供较为丰富的最优解与次优解方案;(2)提出方法的最优结果与MINLP的优化效果相当;(3)优化后的整体能耗下降明显,为生产计划人员选择可采用灵活的原料调配方案提供了多种可选择的运行方案。