[發明專利]一種重質原料工業裂解爐價值最大化模型的構建方法

有效

• 申請號: 201110332693.0
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN103087753A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 張永剛;杜志國;王國清;南秀琴;張利軍;李蔚;張兆斌;周叢
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C10G9/14
• 分類號: C10G9/14;C10G9/36;C10G55/04;G06F19/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本發明涉及石油化工生產裝置中裂解爐操作的優化方法，更具體的，涉及一種重質原料工業裂解爐價值最大化模型的構建方法。

背景技術

目前，世界乙烯總產量的99％都是通過裂解爐以蒸汽裂解方式生產的，當前和未來新增加的乙烯產能也主要是由裂解爐以蒸汽裂解方式來生產的。乙烯裝置在生產乙烯的同時，副產丙烯、丁烯、丁二烯、芳烴(苯、甲苯、二甲苯)，成為石油化學工業基礎原料的主要來源。乙烯裝置除了生產乙烯之外，70％的丙烯、90％的丁二烯、30％的芳烴均來自乙烯裝置的副產。以“三烯”(乙烯、丙烯、丁二烯)和“三苯”(苯、甲苯、二甲苯)總量計，約65％來自乙烯生產裝置。

由于蒸汽裂解工藝生產乙烯的同時還副產大量的其他烯烴和芳烴，相應地，乙烯生產必然與多種中間產品和石化產品生產聯接在一起。因此，石油化工工業總是以乙烯生產為中心，以裂解爐為龍頭生產裝置，配套多種產品加工生產的聯合企業。乙烯生產的規模、成本、生產穩定性、產品質量都將對整個聯合企業起到支配作用。乙烯裝置在石油化工聯合企業中成為關系全局的核心生產裝置。裂解爐是石油化工聯合企業中的龍頭裝置，裂解爐的運行直接將影響其他石油化工裝置的生產操作。

烴類蒸汽裂解的反應溫度較高(780-870℃)、反應過程是個強吸熱過程，裂解爐的生產運行消耗大量的燃料。因此乙烯工業是高能耗行業，裂解爐能耗約占乙烯裝置能耗的70％左右，而裂解原料成本占乙烯生產成本的一半以上。因此，在裂解爐生產過程中，往往針對裂解原料物性，優化裂解爐操作條件，使經濟價值或者經濟附加值較高的裂解產物(如乙烯、丙烯等)收率達到最大，降低原料和能量消耗，降低生產成本，是乙烯生產企業面臨的一個難題。

裂解爐專利商在裂解爐技術發展過程中具有非常重要的作用，目前經過不斷的重組合并全世界形成六大裂解爐專利商，即LUMMUS、S&M、KBR、TECKNIP、LINDE、SINOPEC。裂解爐專利商基于蒸汽裂解反應機理或蒸汽裂解實驗數據，采用推導或數學回歸等方法建立了工業裂解爐模擬軟件，用于預測裂解產物收率及運行周期等，如LUMMUS的PYPS、TECHNIP的SPYRO等。裂解爐專利商設計和改造眾多裂解爐，但對于裂解爐的操作優化，目前僅有ASPEN和TECHNIP提出了雙烯(乙烯+丙烯)收率的優化方案，利用TECHNIP的SPYRO軟件和APSEN的分離裝置模擬技術及其先進控制技術，優化裂解爐生產操作，主要通過提高雙烯的收率的方式試圖提高生產企業的經濟效益。

工業裂解爐裂解產物有上百種，但乙烯裝置生產的最終裂解產品數量有限，通常不會超過十幾種，而裂解產品在市場上以一定的價格出售，并受供求關系影響。烯烴生產企業的裂解爐年生產能力不同，乙烯裝置生產的裂解產品存在較大的差異：乙烯年產量小于30萬噸的生產企業，裂解產品主要為乙烯和丙烯；乙烯年產量大于等于30萬噸的生產企業，裂解產品主要為乙烯、丙烯、丁二烯、芳烴。除了乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯這些主要裂解產品之外，烯烴生產企業還生產氫氣、碳四餾分、裂解汽油、裂解柴油、燃料油等含有一定經濟價值或者經濟附加值的副產品。

近年來，石油價格在較大范圍內振蕩，裂解產品價格隨之振蕩。裂解產品價格除了受原料的價格影響之外，還受市場供需關系的影響，供不應求的裂解產品價格較高，而供大于求的裂解產品價格較低。在裂解爐生產操作過程中，收率較高的裂解產品價格未必較高，收率較低的裂解產品價值未必較低。因此，裂解爐操作僅僅以雙烯或三烯三苯為主要裂解產品而忽略其他副產品的價值和裂解產品市場價格波動不能使生產企業的經濟效益達到較高水平，因此裂解爐操作應該充分考慮每一種裂解產品的市場價值，應該根據裂解產品的市場供需關系和價格來指導裂解爐生產操作，使裂解爐生產的裂解產品的總價格達到最大，從而有效提高生產企業的經濟收入。

發明內容

現有技術中通過提高雙烯收率試圖實現提高乙烯裝置的經濟效益，卻忽略了其他裂解產物或裂解產品的經濟價值或經濟附加值，實際不能有效提高乙烯生產企業的收入。為了克服傳統裂解爐操作優化方法的缺陷，與現有技術采用提高雙烯收率提高經濟效益的方法不同，本發明構建工業裂解爐裂解產物價值最大化模型，用于優化工業裂解爐操作，使裂解爐生產的裂解產物或裂解產品總價值達到最大。