[发明专利]一种石脑油工业裂解炉价值最大化模型的构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工生产装置中裂解炉操作的优化方法，更具体的，涉及石脑油工业裂解炉价值最大化模型的构建方法。

背景技术

目前，世界乙烯总产量的99％都是通过裂解炉以蒸汽裂解方式生产的，当前和未来新增加的乙烯产能也主要是由裂解炉以蒸汽裂解方式来生产的。乙烯装置在生产乙烯的同时，副产丙烯、丁烯、丁二烯、芳烃(苯、甲苯、二甲苯)，成为石油化学工业基础原料的主要来源。乙烯装置除了生产乙烯之外，70％的丙烯、90％的丁二烯、30％的芳烃均来自乙烯装置的副产。以“三烯”(乙烯、丙烯、丁二烯)和“三苯”(苯、甲苯、二甲苯)总量计，约65％来自乙烯生产装置。

由于蒸汽裂解工艺生产乙烯的同时还副产大量的其他烯烃和芳烃，相应地，乙烯生产必然与多种中间产品和石化产品生产联接在一起。因此，石油化工工业总是以乙烯生产为中心，以裂解炉为龙头生产装置，配套多种产品加工生产的联合企业。乙烯生产的规模、成本、生产稳定性、产品质量都将对整个联合企业起到支配作用。乙烯装置在石油化工联合企业中成为关系全局的核心生产装置。裂解炉是石油化工联合企业中的龙头装置，裂解炉的运行直接将影响其他石油化工装置的生产操作。

烃类蒸汽裂解的反应温度较高(780-870℃)、反应过程是个强吸热过程，裂解炉的生产运行消耗大量的燃料。因此乙烯工业是高能耗行业，裂解炉能耗约占乙烯装置能耗的70％左右，而裂解原料成本占乙烯生产成本的一半以上。因此，在裂解炉生产过程中，往往针对裂解原料物性，优化裂解炉操作条件，使经济价值或者经济附加值较高的裂解产物(如乙烯、丙烯等)收率达到最大，降低原料和能量消耗，降低生产成本，是乙烯生产企业面临的一个难题。

裂解炉专利商在裂解炉技术发展过程中具有非常重要的作用，目前经过不断的重组合并全世界形成六大裂解炉专利商，即LUMMUS、S&M、KBR、TECKNIP、LINDE、SINOPEC。裂解炉专利商基于蒸汽裂解反应机理或蒸汽裂解实验数据，采用推导或数学回归等方法建立了工业裂解炉模拟软件，用于预测裂解产物收率及运行周期等，如LUMMUS的PYPS、TECHNIP的SPYRO等。裂解炉专利商设计和改造众多裂解炉，但对于裂解炉的操作优化，目前仅有ASPEN和TECHNIP提出了双烯(乙烯+丙烯)收率的优化方案，利用TECHNIP的SPYRO软件和APSEN的分离装置模拟技术及其先进控制技术，优化裂解炉生产操作，主要通过提高双烯的收率的方式试图提高生产企业的经济效益。

工业裂解炉裂解产物有上百种，但乙烯装置生产的最终裂解产品数量有限，通常不会超过十几种，而裂解产品在市场上以一定的价格出售，并受供求关系影响。烯烃生产企业的裂解炉年生产能力不同，乙烯装置生产的裂解产品存在较大的差异：乙烯年产量小于30万吨的生产企业，裂解产品主要为乙烯和丙烯；乙烯年产量大于等于30万吨的生产企业，裂解产品主要为乙烯、丙烯、丁二烯、芳烃。除了乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯这些主要裂解产品之外，烯烃生产企业还生产氢气、碳四馏分、裂解汽油、裂解柴油、燃料油等含有一定经济价值或者经济附加值的副产品。

近年来，石油价格在较大范围内振荡，裂解产品价格随之振荡。裂解产品价格除了受原料的价格影响之外，还受市场供需关系的影响，供不应求的裂解产品价格较高，而供大于求的裂解产品价格较低。在裂解炉生产操作过程中，收率较高的裂解产品价格未必较高，收率较低的裂解产品价值未必较低。因此，裂解炉操作仅仅以双烯或三烯三苯为主要裂解产品而忽略其他副产品的价值和裂解产品市场价格波动不能使生产企业的经济效益达到较高水平，因此裂解炉操作应该充分考虑每一种裂解产品的市场价值，应该根据裂解产品的市场供需关系和价格来指导裂解炉生产操作，使裂解炉生产的裂解产品的总价格达到最大，从而使乙烯生产企业的经济收入达到最大化。

发明内容

现有技术中通过提高双烯收率试图实现提高乙烯装置的经济效益，却忽略了其他裂解产物或裂解产品的经济价值或经济附加值，实际不能有效提高乙烯生产企业的收入。为了克服传统裂解炉操作优化方法的缺陷，与现有技术采用提高双烯收率提高经济效益的方法不同，本发明构建石脑油工业裂解炉裂解产物价值最大化模型，用于优化石脑油工业裂解炉操作，使石脑油裂解炉生产的裂解产物或裂解产品总价值达到最大。